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第7课加热冷却转变本讲稿第一页，共二十六页第二章第二章 钢的热处理钢的热处理一、钢的热处理定义：把钢在固态下加热到一定温度，进行必要的保温，并以适当的速度冷却到室温，以改变钢的内部组织，从而得到所需性能的工艺方法。加热加热保温保温冷却冷却临界温度临界温度热处理工艺曲线热处理工艺曲线T本讲稿第二页，共二十六页热处理热处理普通热处理普通热处理表面热处理表面热处理 退火退火正火正火淬火淬火回火回火表面淬火表面淬火化学热处理化学热处理渗碳渗碳渗氮渗氮碳氮共渗碳氮共渗其它热处理其它热处理形变形变真空真空激光激光 二二、钢的热处理钢的热处理工艺分类工艺分类本讲稿第三页，共二十六页三三、热处理目的、热处理目的改变钢的组织改变钢的性能1、消除毛坯中的缺陷，改善工艺性能，为切削加工或热处理做组织和性能上的准备。叫预先热处理。铸锻件退火；硬软切削加工2、提高金属材料的力学性能，充分发挥材料的潜力，节约材料延长零件使用寿命。叫最终热处理。例：铁匠打刀本讲稿第四页，共二十六页4-1 热处热处理基本原理一、钢在加热时的转变钢在加热时的转变 大多数热处理工艺需要将钢加大多数热处理工艺需要将钢加热到临界温度以上（热到临界温度以上（A A区域）才能区域）才能进行，所以加热转变主要包括进行，所以加热转变主要包括A A的的形成和晶粒长大两个过程。形成和晶粒长大两个过程。本讲稿第五页，共二十六页临界温度临界温度?1、A1 Ac1 Ar12、A3 Ac3 Ar33、Acm Accm Arcm本讲稿第六页，共二十六页1、奥氏体的形成、奥氏体的形成过程程共析共析钢：形核：形核长大大残余残余Fe3C溶解溶解 A均匀化均匀化关键：铁碳原子扩散关键：铁碳原子扩散本讲稿第七页，共二十六页2 2、影响奥氏体形成的因素：、影响奥氏体形成的因素：温度：温度越高，原子扩散能力越大，加速奥氏温度：温度越高，原子扩散能力越大，加速奥氏体形成。体形成。原始组织：原始组织越细，相界面越多，提供的原始组织：原始组织越细，相界面越多，提供的奥氏体晶核就愈多，碳原子的扩散距离也越短，奥氏体晶核就愈多，碳原子的扩散距离也越短，加速奥氏体形成。加速奥氏体形成。钢的成分：含碳量增加，钢的成分：含碳量增加，F F和和Fe3CFe3C相界面越多，加相界面越多，加速奥氏体形成。速奥氏体形成。加入合金元素后不改变加入合金元素后不改变A A形成的基本过程，但会减形成的基本过程，但会减缓缓A A的形成速度，合金钢加热温度较碳钢高的形成速度，合金钢加热温度较碳钢高保温时间比碳钢长保温时间比碳钢长本讲稿第八页，共二十六页3、奥氏体晶粒的控制随着温度的升高，奥氏体晶粒会逐渐长大。晶粒度：表示晶粒大小的尺度。分为十个等级。一级最粗，十级最细。影响:粗大的A晶粒冷却后得到粗大的其他组织力学性能和工艺性能差措施:合理选择加热温度和保温时间。本讲稿第九页，共二十六页二、钢在冷却时的转变室温时钢的力学性能，与A晶粒大小有关，决定于A经冷却转变后所获得的组织。A钢冷却至室温有两种方式：本讲稿第十页，共二十六页1、连续冷却与等温冷却1.连续冷却:2.等温冷却：本讲稿第十一页，共二十六页1、过冷A的等温转变等温转变?将A化工件迅速冷却到A1以下某温度,在此温度等温足够时间,使A转变为其他组织过冷A的等温转变C曲线？表示过冷A在不同的等温温度、等温时间与转变产物之间关系的曲线称为C曲线。本讲稿第十二页，共二十六页（1）建立C曲线共析钢A的等温转变曲线的建立:通过一系列不同的等温冷却实验建立的。实验：过冷A在恒温下开始转变和转变终了的时间，画到温度时间坐标系中，然后把开始时间和转变终了时间分别连接起来，即得共析钢C曲线本讲稿第十三页，共二十六页过冷A的等温转变C曲线本讲稿第十四页，共二十六页（2）共析钢过冷A等温转变产物组织和性能 珠光体类型：723550本讲稿第十五页，共二十六页（3）贝氏体形转变：550-350 上贝氏体 羽毛状性能：脆性大350-240下贝氏体竹叶状性能：强而韧本讲稿第十六页，共二十六页马氏体型转变：240-40马氏体？碳在-中的过饱和固溶体。晶格？体心正方，晶格畸变严重，C%越高晶格畸变越严重.组织类型：板条状马氏体和钋片状马氏体板条状(低碳)马氏体：C0.25%,强而韧。b800MPa 15%钋片状(高碳)马氏体：C0.8%,硬而脆。HBW=800 2%本讲稿第十七页，共二十六页板条状马氏体 针片状马氏体本讲稿第十八页，共二十六页过冷A的等温转变C曲线本讲稿第十九页，共二十六页2、过冷A的连续冷却转变l连续冷却转变?边冷却,边转变。如空冷；炉冷；水冷本讲稿第二十页，共二十六页过冷A的连续冷却转变TTT曲线本讲稿第二十一页，共二十六页连续冷却曲线的特点l与等温冷却曲线相比，连续冷却曲线都处于右下方，说明转变温度低，孕育期长。l共析钢连续冷却时，只有珠光体转变而无贝氏体转变；本讲稿第二十二页，共二十六页临界冷却速度?Vkl当连续冷却速度达到某一值时，冷却曲线与C曲线相切，不发生珠光体转变，而在低温区发生马氏体转变，通常称为临界冷却速度。本讲稿第二十三页，共二十六页3、过冷奥氏体转变C曲线的应用过冷奥氏体转变图是选择钢种及制订热处理工艺的基本依据之一。（1）不同成分的钢具有不同的转变图，设计时可根据要求合理选择适用而廉价的材料。（2）制定热处理工艺，选择冷却介质。（3）估计零件在热处理条件下各部位可能得到的组织。本讲稿第二十四页，共二十六页课外作业：课外作业：练习六（甲本）P47：1提示：？本讲稿第二十五页，共二十六页同学们,下周一再见!Ok！本讲稿第二十六页，共二十六页
