文档介绍：热处理基础知识 (工艺研究部李周)
一、钢的热处理原理
1、铁的同素异晶转变
纯铁的冷却曲线及晶体结构变化
铁具有多晶型性,纯铁在1538℃结晶为δ-Fe,x射线结构分忻表明,它具有体心立方晶格,当温度继续冷却至1394℃时,δ-Fe转变为面心立方晶格的γ-Fe,通常把δ-Fe到γ-Fe的转变称为A4转变,转变的平衡临界点称为A4点,当温度继续降至912℃时,面心立方晶格的γ-Fe又转变为体心立方晶格的α-Fe,通常把γ-Fe到α-Fe的转变称为A3转变,转变的平衡临界点称为A3点,在912℃以下,铁的结构不再发生变化,这样一来,铁就具有三种同素异晶状态,即δ-Fe、γ-Fe和α-Fe
另外,α-Fe在770℃还将发生磁性转变,即由高温的顺磁性状态转变为低温的铁磁性状态,通常把这种磁性转变称为A2转变,把磁性转变温度称为铁的居里点,在发生磁性转变时,铁的晶格类型不变,所以磁性转变不属于相变
固态下的同素异晶转变与液态结晶一样,也是形核与长大的过程,为了与液态结晶相区别,将这种固态下的相变结晶过程称为重结晶,铁的多晶型转变具有很大的实际意义,它是钢的合金化和热处理的基础
2、铁碳合金相图
碳钢和铸铁都是铁碳合金,是应用最广泛的金属材料。铁碳合金相图是研究铁碳合金的重要工具,了解与掌握铁碳合金相图,对于钢铁材料的研究和使用、各种热加工工艺的制订以及工艺废品原因的分析都有很重要的指寻意义
铁碳合金中的碳有两种存在形式:渗碳体Fe-Fe3C和石墨,在通常情况下,碳以渗碳体形式存在,即铁碳合金按Fe-Fe3C系转变,但是Fe3C是一个亚稳相,在一定条件下可以分解为铁(实际上是以铁为基的固溶体)和石墨,所以石墨是碳存在的更稳定状态,这样一来,铁碳相图就存在Fe-Fe3C和Fe-石墨两种形式,下面主要介绍Fe-Fe3C相图
以相组成表示的铁碳相图
3、热处理的作用
热处理是将钢在固态下加热到顶定的温度,保温一定的时间,然后以预定的方式冷却下来的一种热加工工艺
通过热处理可以改变钢的内部组织结构,从而改善其工艺性能和使用性能,充分挖掘钢材的潜力,延长零件的使用寿命,提高产品质量,节约材料和能源
正确的热处理工艺还可以消除钢材经铸造、锻造、焊接等热加工工艺造成的各种缺陷,细化晶粒、消除偏析、降低内应力,使组织和性能更加均匀
在生产工艺流程中,工件经切削加工等成形工艺而得到最终的形状和尺寸后,再进行的赋于工件所需使用性能的热处理称为最终热处理,而将热加后为随后冷拔、冲压和切削加工或最终热处理作好组织准备的热处理称为预备热处理
二、钢的常见热处理工艺介绍