第五章 钢的热处理优秀PPT.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《第五章 钢的热处理优秀PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第五章 钢的热处理优秀PPT.ppt(62页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第五章 钢的热处理第一页,本课件共有62页热处理的分类:热处理的分类:热热处处理理普通普通热处理热处理 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 火焰加热火焰加热感应加热感应加热渗碳渗碳 氮化氮化 其它其它其它其它 第二页,本课件共有62页第一节钢在加热时的转变第一节钢在加热时的转变 钢加热到钢加热到A1(PSK)以上时都将发生以上时都将发生PA,但是,但是,亚共析钢需加热到亚共析钢需加热到A3(GS)以上,过共析钢需加热到以上,过共析钢需加热到Acm(ES)以上才能完全奥氏体化。这种转变是一以上才能完全奥氏体化。这种转变是一种扩散型的转
2、变。种扩散型的转变。一、奥氏体的形成一、奥氏体的形成通常通常A1、A3或或Acm加热时加热时用用AC1、Ac3或或Accm表示,冷却表示,冷却时用时用Ar1、Ar3或或Arcm表示。表示。A1Ar1AC1AcmArcmAccmA3Ac3Ar3AFPF+PP+Fe3CIIA+Fe3CIIA+F温度含碳量Fe G PSEK第三页,本课件共有62页第三步:残余渗碳体溶解第三步:残余渗碳体溶解通过碳原子的扩散,使铁素体向奥氏体转变,通过碳原子的扩散,使铁素体向奥氏体转变,和渗碳体溶解来完成。和渗碳体溶解来完成。第二步:奥氏体的长大。第二步:奥氏体的长大。形核部位在铁素体和渗碳体的相界面处。形核部位在铁
3、素体和渗碳体的相界面处。第一步:奥氏体晶核的形成。第一步:奥氏体晶核的形成。(一)基本过程(一)基本过程下面以共析钢为例说明奥氏体的形成过程。下面以共析钢为例说明奥氏体的形成过程。第四步:奥氏体均匀化第四步:奥氏体均匀化第四页,本课件共有62页1、加热温度和加热速度、加热温度和加热速度加热温度高,加热速度快,转变速度快。加热温度高,加热速度快,转变速度快。原因:碳原子扩散能力大,碳浓度差大加速奥氏原因:碳原子扩散能力大,碳浓度差大加速奥氏体的形成。体的形成。(二)影响珠光体向奥氏体转变的因素(二)影响珠光体向奥氏体转变的因素亚共析钢与过共析钢奥氏体的形成过程,在以上步亚共析钢与过共析钢奥氏体的
4、形成过程,在以上步骤后骤后,当加热到当加热到AC3和和Accm以上时铁素体将全部转变以上时铁素体将全部转变为奥氏体,渗碳体将全部溶入奥氏体。为奥氏体,渗碳体将全部溶入奥氏体。第五页,本课件共有62页3、化学成分、化学成分含碳量增加,转变速度快。含碳量增加,转变速度快。原因:渗碳体增加,原因:渗碳体增加,F/Fe3C相界面增多,奥氏相界面增多,奥氏体的形核部位增加。体的形核部位增加。大部分合金元素减慢奥氏体的形成速度大部分合金元素减慢奥氏体的形成速度原因:主要是减慢碳在奥氏体中的扩散速度。原因:主要是减慢碳在奥氏体中的扩散速度。2、原始组织、原始组织原始组织越细,转变速度快。原始组织越细,转变速
5、度快。原因:原因:F/Fe3C相界面增多,奥氏体的形核部位增相界面增多,奥氏体的形核部位增加。加。第六页,本课件共有62页二、奥氏体晶粒的长大及其影响因素二、奥氏体晶粒的长大及其影响因素(一)奥氏体晶粒度的概念(一)奥氏体晶粒度的概念根据奥氏体的形成过程和晶粒长大的情况,奥根据奥氏体的形成过程和晶粒长大的情况,奥氏体的晶粒度可有三种定义:氏体的晶粒度可有三种定义:1、起始晶粒度:珠光体刚刚转变为奥氏体时的、起始晶粒度:珠光体刚刚转变为奥氏体时的晶粒度。一般较小。晶粒度。一般较小。2、本质晶粒度:、本质晶粒度:通常采用标准实验方法:把钢加热通常采用标准实验方法:把钢加热到到930 10,保温,保
6、温3-8小时,测定其小时,测定其奥氏体晶粒奥氏体晶粒的大小。根据标准晶粒度等级图谱评级,的大小。根据标准晶粒度等级图谱评级,14级为级为本质粗晶粒钢,本质粗晶粒钢,58为本质细晶粒钢。如下图:为本质细晶粒钢。如下图:第七页,本课件共有62页本质晶粒度只反应了钢在本质晶粒度只反应了钢在930以下的奥氏体晶以下的奥氏体晶粒长大的倾向性。粒长大的倾向性。第八页,本课件共有62页3、实际晶粒度:具体的热处理或热加工条件下实、实际晶粒度:具体的热处理或热加工条件下实际获得的奥氏体晶粒大小。际获得的奥氏体晶粒大小。实际晶粒度直接影响钢的性能,比起始晶粒度大。实际晶粒度直接影响钢的性能,比起始晶粒度大。实际
7、加热温度越高,保温时间越长,奥氏体的实际实际加热温度越高,保温时间越长,奥氏体的实际晶粒度越粗大,钢的机械性能越下降。晶粒度越粗大,钢的机械性能越下降。第二节第二节钢在冷却时的转变钢在冷却时的转变 获得细小均匀的奥氏体晶粒仅是热处理的第一步,钢获得细小均匀的奥氏体晶粒仅是热处理的第一步,钢从奥氏体状态的冷却过程是热处理的关键步骤,它将从奥氏体状态的冷却过程是热处理的关键步骤,它将最终决定钢的使用性能。钢在加热后的冷却方式有两最终决定钢的使用性能。钢在加热后的冷却方式有两种,如图:种,如图:第九页,本课件共有62页奥氏体冷至临界温度以下处于不稳定的状态,称为奥氏体冷至临界温度以下处于不稳定的状态
8、,称为过冷奥氏体。过冷奥氏体。过冷奥氏体在过冷奥氏体在不同过冷度不同过冷度下分别可转变下分别可转变为珠光体(为珠光体(P)、)、贝氏体贝氏体(B)、马氏体马氏体(M)。第十页,本课件共有62页一、过冷奥氏体等温转变曲线图一、过冷奥氏体等温转变曲线图将共析钢的过冷奥氏将共析钢的过冷奥氏体在体在A1以下某一温度以下某一温度进行等温转变,测定过进行等温转变,测定过冷奥氏体转变开始的时冷奥氏体转变开始的时刻及终了的时刻,分别刻及终了的时刻,分别将其时刻点用光滑的曲将其时刻点用光滑的曲线连接起来,在温度时线连接起来,在温度时间坐标上,可得到两条间坐标上,可得到两条曲线,如图:曲线,如图:等温转变曲线图又
9、称等温转变曲线图又称C曲线或曲线或TTT曲线。曲线。第十一页,本课件共有62页图形分析:图形分析:A1是奥氏体和是奥氏体和珠光体共存温度,左线为珠光体共存温度,左线为转变开始线,右线为转变转变开始线,右线为转变终了线。开始线左方是过终了线。开始线左方是过冷奥氏体区(冷奥氏体区(A),),终了终了线右方是转变产物区(线右方是转变产物区(P、B),),两线中间是转变两线中间是转变进行区(进行区(AP或或B)。)。MS是马氏体转变或形成的开始是马氏体转变或形成的开始温度,温度,Mf是马氏体转变或是马氏体转变或形成的终止温度,中间为形成的终止温度,中间为马氏体转变区。马氏体转变区。第十二页,本课件共有
10、62页奥氏体转变有孕育期,在鼻尖处孕育期最短。从奥氏体转变有孕育期,在鼻尖处孕育期最短。从上到下可分为珠光体、贝氏体和马氏体转变三个上到下可分为珠光体、贝氏体和马氏体转变三个区。区。(一一)过冷奥氏体的转变产物及性能过冷奥氏体的转变产物及性能1、珠光体型组织、珠光体型组织温度区间:温度区间:C曲线鼻尖曲线鼻尖上部(上部(A1-550)。)。第十三页,本课件共有62页转变过程:通过形核转变过程:通过形核和长大来完成。铁素和长大来完成。铁素体和渗碳体交替互相体和渗碳体交替互相促进形核并长大。如促进形核并长大。如图:图:转变转变特点:特点:1)扩散型转变、碳原子和铁原子的扩散,)扩散型转变、碳原子和
11、铁原子的扩散,生成高碳的渗碳体和低碳的铁素体。生成高碳的渗碳体和低碳的铁素体。2)晶格的重构,由面心立方的奥氏体转变)晶格的重构,由面心立方的奥氏体转变为体心立方的铁素体和复杂晶格的渗碳体。为体心立方的铁素体和复杂晶格的渗碳体。组织特点:层片状的组织特点:层片状的铁素体与渗碳体的机铁素体与渗碳体的机械混合物。械混合物。贫碳A富碳AFe3CFA晶界 Fe3CP团第十四页,本课件共有62页根据片间距的大小珠光体类型组织分三类根据片间距的大小珠光体类型组织分三类:1,珠光体(珠光体(P),),形成温度形成温度A1650,最粗最粗.2,索氏体(索氏体(S),),形成温度形成温度650600,较细,较细
12、3,屈氏体(屈氏体(T),),形成温度形成温度600550,最细,最细第十五页,本课件共有62页性能:与片层间距有关,其强度和硬度关系如下:性能:与片层间距有关,其强度和硬度关系如下:珠光体珠光体索氏体索氏体屈氏体屈氏体2、马氏体类型组织、马氏体类型组织马氏体(马氏体(M):):含过饱和碳的含过饱和碳的固溶体。固溶体。温度区间:温度区间:MsMf特点:特点:马氏体马氏体的转变从的转变从Ms点开点开始,随温度下降,始,随温度下降,数量不断增加,数量不断增加,Mf点温度终止,点温度终止,转变量转变量最多。最多。第十六页,本课件共有62页MS和和Mf由奥氏体的含碳量由奥氏体的含碳量及合金元素含量及合
13、金元素含量决定,不决定,不受冷却速度的影响,例如含碳量增加,受冷却速度的影响,例如含碳量增加,MS和和Mf点降点降低。低。马氏体转变不完全,有残余奥氏体存在,用马氏体转变不完全,有残余奥氏体存在,用A或或A残残表示。表示。非扩散型的转变,在极大的冷速下,极大的过冷非扩散型的转变,在极大的冷速下,极大的过冷下,铁、碳原子无扩散的可能,奥氏体直接转变成下,铁、碳原子无扩散的可能,奥氏体直接转变成含碳过饱和的含碳过饱和的固溶体。马氏体的含碳量与原奥氏体固溶体。马氏体的含碳量与原奥氏体的含碳量相同。的含碳量相同。第十七页,本课件共有62页1、板条马氏体(低碳马氏体,位错型马氏体)奥氏、板条马氏体(低碳
14、马氏体,位错型马氏体)奥氏体含碳量小于百分之体含碳量小于百分之0.3时形成时形成板条马氏体,显微板条马氏体,显微组织为一束束细条状组织,亚结构为高密度位错。组织为一束束细条状组织,亚结构为高密度位错。因为碳的过饱和程度小和高密度位错,性能稳定,因为碳的过饱和程度小和高密度位错,性能稳定,韧性和塑性较好。韧性和塑性较好。马氏体类型:马氏体类型:2、片状马氏体(高碳马氏体,孪晶马氏体),显微、片状马氏体(高碳马氏体,孪晶马氏体),显微组织为双凸透镜状,亚结构主要是孪晶。因为碳的过组织为双凸透镜状,亚结构主要是孪晶。因为碳的过饱和程度大和孪晶,性能不稳定,韧性和塑性差。饱和程度大和孪晶,性能不稳定,
15、韧性和塑性差。第十八页,本课件共有62页第十九页,本课件共有62页产生的条件:产生的条件:1.0%C片状片状马氏体,中间,混合型。马氏体,中间,混合型。获得马氏体是强化钢材的主要方法之一。获得马氏体是强化钢材的主要方法之一。随含碳量的增加,马氏体硬度增加。随含碳量的增加,马氏体硬度增加。第二十页,本课件共有62页贝氏体(贝氏体(B)特特点:半扩散型点:半扩散型转变,碳原子转变,碳原子扩散,铁原子扩散,铁原子不扩散。过饱不扩散。过饱和的铁素体和和的铁素体和渗碳体组成。渗碳体组成。转变温度:转变温度:550-Ms温度范围内温度范围内3、贝氏体类型组织、贝氏体类型组织第二十一页,本课件共有62页(一
16、)上贝氏体(一)上贝氏体(B上上)形成温度形成温度550350。组。组织特征:从晶界向晶内生长的成束的铁素体条,渗碳织特征:从晶界向晶内生长的成束的铁素体条,渗碳体以不连续的短杆状分布于铁素体条之间。典型组织:体以不连续的短杆状分布于铁素体条之间。典型组织:具有羽毛状的特征。具有羽毛状的特征。(二)下贝氏体(二)下贝氏体(B下下),形成温度),形成温度350MS,组组织特征:片状铁素体和其内部沉淀碳化物。典型组织:织特征:片状铁素体和其内部沉淀碳化物。典型组织:碳化物呈针状,具有黑针状特征。碳化物呈针状,具有黑针状特征。机械性能:下贝氏体的强度、塑性、韧性高于上贝氏体。机械性能:下贝氏体的强度
17、、塑性、韧性高于上贝氏体。原因:上贝氏体形成温度高,铁素体条宽,渗碳体分布原因:上贝氏体形成温度高,铁素体条宽,渗碳体分布于条状铁素体晶界。下贝氏体位错密度高,碳化物于晶于条状铁素体晶界。下贝氏体位错密度高,碳化物于晶内析出。内析出。贝氏体类型:贝氏体类型:第二十二页,本课件共有62页第二十三页,本课件共有62页碳钢中,随含碳量的增加,亚共析钢的碳钢中,随含碳量的增加,亚共析钢的C曲线右移,曲线右移,过冷奥氏体稳定性升高;过共析钢的过冷奥氏体稳定性升高;过共析钢的C曲线左移,过曲线左移,过冷奥氏体稳定性降低。冷奥氏体稳定性降低。亚共析钢的亚共析钢的C曲线与过共析钢的曲线与过共析钢的C曲线比共析
18、钢的曲线比共析钢的C曲线左上方多一条先共析线。曲线左上方多一条先共析线。(二)影响(二)影响C曲线的因素曲线的因素C曲线的位置和形状十分重要,决定奥氏体的等温转曲线的位置和形状十分重要,决定奥氏体的等温转变速度;转变产物的性质;钢的淬透性;指导热处理变速度;转变产物的性质;钢的淬透性;指导热处理工艺的制定。工艺的制定。影响因素主要有:影响因素主要有:1、碳的影响、碳的影响第二十四页,本课件共有62页2、合金元素的影响除、合金元素的影响除Co以外,所有的合金元素溶入以外,所有的合金元素溶入奥氏体后,都增大其稳定性,使奥氏体后,都增大其稳定性,使C曲线右移。某些曲线右移。某些碳化物形成元素改变碳化
19、物形成元素改变C曲线的形状。曲线的形状。第二十五页,本课件共有62页3、奥氏体状态的影响、奥氏体状态的影响奥氏体温度不高、保温时间不长、加热速度较快时,奥氏体温度不高、保温时间不长、加热速度较快时,奥氏体成分不均匀,晶粒细小,未溶第二相多,则奥氏体成分不均匀,晶粒细小,未溶第二相多,则冷却时容易形核,冷却时容易形核,C曲线右移。曲线右移。第二十六页,本课件共有62页二、过冷奥氏体连续转变曲线二、过冷奥氏体连续转变曲线在生产实践中,奥氏体大多数在连续冷却中转变,因在生产实践中,奥氏体大多数在连续冷却中转变,因此需要测定和利用过冷奥氏体连续转变曲线图(此需要测定和利用过冷奥氏体连续转变曲线图(CC
20、T图)。图)。第二十七页,本课件共有62页3、细化晶粒,改善组织以提高钢的机械性能。作、细化晶粒,改善组织以提高钢的机械性能。作为最终热处理或为最终热处理作好组织上的准备。为最终热处理或为最终热处理作好组织上的准备。第第三三节节钢的退火和正火钢的退火和正火退火和正火退火和正火:将钢加热、保温后在炉内缓冷(退火)将钢加热、保温后在炉内缓冷(退火)或空冷(正火)的操作。或空冷(正火)的操作。主要目的:主要目的:1、调整钢件硬度(、调整钢件硬度(HB160-230)以便进行机械加以便进行机械加工。工。2、消除残余应力以防钢件的变形和开裂。、消除残余应力以防钢件的变形和开裂。第二十八页,本课件共有62
21、页主要应用主要应用:亚共析成份的各类碳钢和合金钢的铸、:亚共析成份的各类碳钢和合金钢的铸、锻、焊接件的热处理,降低硬度,以便切削。常作锻、焊接件的热处理,降低硬度,以便切削。常作为不重要零件的最终热处理或某些重要零件的预先为不重要零件的最终热处理或某些重要零件的预先热处理。热处理。一、完全退火一、完全退火完全退火:(完全退火:(又称重结晶退火):将钢件加热到又称重结晶退火):将钢件加热到AC3以上以上3050,保温一定时间后随炉缓慢冷却,保温一定时间后随炉缓慢冷却至至500以下出炉在空气中冷却。以下出炉在空气中冷却。组织:铁素体与珠光体的平衡组织。组织:铁素体与珠光体的平衡组织。目的目的:降低
22、硬度,改善切削加工性能细化晶粒,:降低硬度,改善切削加工性能细化晶粒,均匀组织,不适用于低碳钢和过共析钢。均匀组织,不适用于低碳钢和过共析钢。第二十九页,本课件共有62页二、等温退火二、等温退火:将某些合金钢件加热到:将某些合金钢件加热到AC3以上以上3050保温奥氏体后以较快速度冷却到保温奥氏体后以较快速度冷却到C曲线曲线鼻尖处,进行等温转变,然后空冷到室温,得到适鼻尖处,进行等温转变,然后空冷到室温,得到适合切削加工的索氏体,缩短合切削加工的索氏体,缩短退火时间退火时间。如高速钢。如高速钢的退火。的退火。第三十页,本课件共有62页应用应用:过共析碳钢及合金工具钢,使其组织由层片状:过共析碳
23、钢及合金工具钢,使其组织由层片状和网状渗碳体变为粒状。主要目的降低硬度,改善切削和网状渗碳体变为粒状。主要目的降低硬度,改善切削加工性,为以后淬火作好组织准备。加工性,为以后淬火作好组织准备。对网状渗碳体严重者可先进行一次正火。对网状渗碳体严重者可先进行一次正火。三、球化退火三、球化退火:使钢在:使钢在AC1-Accm之间长期保温,之间长期保温,后缓慢冷却,使碳化物球化,获得球化组织的热后缓慢冷却,使碳化物球化,获得球化组织的热处理工艺。处理工艺。组织:粒状珠光体组织:粒状珠光体。由粒状渗碳体和铁素体组成的。由粒状渗碳体和铁素体组成的珠光体组织。珠光体组织。第三十一页,本课件共有62页主要用于
24、主要用于消除铸造件、锻件、焊接件、热轧件、消除铸造件、锻件、焊接件、热轧件、冷拉件的残余应力。冷拉件的残余应力。四、去应力退火四、去应力退火去应力退火(又称低温退火):将钢件缓慢加热到去应力退火(又称低温退火):将钢件缓慢加热到500650(AC1),长期保温后,随炉缓冷到长期保温后,随炉缓冷到200300出炉。出炉。第三十二页,本课件共有62页(3)普通结构件的最终热处理,提高普通零件的机普通结构件的最终热处理,提高普通零件的机械性能。械性能。五、钢的正火五、钢的正火正火:将钢件加热到正火:将钢件加热到Ac3或或Accm以上以上3050保温保温后从炉中取出,在空气中冷却后从炉中取出,在空气中
25、冷却。与退火的区别与退火的区别:冷却速度较快,组织较细。冷却速度较快,组织较细。主要应用主要应用:(1)改善低碳钢或低合金结构钢的切改善低碳钢或低合金结构钢的切削加工性,低碳钢或低合金结构钢退火后硬度低,削加工性,低碳钢或低合金结构钢退火后硬度低,切削易粘刀,正火后提高硬度,便于切削加工。切削易粘刀,正火后提高硬度,便于切削加工。(2)用于过共析钢,消除网状渗碳体,为球化退火用于过共析钢,消除网状渗碳体,为球化退火作好准备。作好准备。第三十三页,本课件共有62页目的:目的:为了获得马氏体,提高钢的强度、硬度等机为了获得马氏体,提高钢的强度、硬度等机械性能,是强化钢材常用的手段,与回火配合获得械
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第五章 钢的热处理优秀PPT 第五 热处理 优秀 PPT
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内