(4)--1.2 热处理与相图的关系.ppt

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1、1.2 1.2 热处理与相图的关系热处理与相图的关系 同学们首先考虑一下，钢为什么可以进行热处理？是不是所有金属材料都能进行热处理呢？1、热处理的条件、热处理的条件v（1）有固态相变发生的金属或合金）有固态相变发生的金属或合金v（2）加热时溶解度有显著变化的合金）加热时溶解度有显著变化的合金v例例（1）纯金属：有无同素异构转变。）纯金属：有无同素异构转变。Al、Cu等等金属不能热处理强化只能形变强化。金属不能热处理强化只能形变强化。v（2）合金：根据合金相图判断，有无固体相变或）合金：根据合金相图判断，有无固体相变或溶解度变化。溶解度变化。v注：不包括低温的去应力退火等注：不包括低温的去应力退

2、火等 在该图中，位于F点以左的合金，在固态加热或冷却过程中均无相变发生，因此不能进行热处理。成分在FF之间的合金加热时可使用过剩相全部溶解，形成均匀的相，冷却时过剩相在相中的溶解度又会发生显著变化。如果合金从相状态快速冷却，会得到饱和的固溶体，随后再加热时，过剩的相又会从固溶体中析出。因此该成分范围的合金在加热或冷却时全部组织都将参与热处理过程。成分位于D点以右的合金，有部分相残留未溶解，这部分组织不参与热处理过程。如果改图中的溶解度曲线变成垂直线DF撇，表示溶解度不算温度而变化，那么所有合金在固态下均无相变发生，因此不能进行热处理。为什么钢能热处理为什么钢能热处理?固态相变固态相变有相变重结

3、晶有相变重结晶C溶解度显著变化溶解度显著变化可固溶强化可固溶强化热处理温度区间：热处理温度区间：A1TTNJEF热处理第一步热处理第一步加热奥氏体化加热奥氏体化LL+Fe3C+Fe3CL+Fe3CCESPQGKFDABC%6.69FeT JNHA1Fe3C铁碳相图铁碳相图LL+Fe3C+Fe3CL+Fe3CCESPQGKFDABC%6.69FeT JNHA1Fe3C 从图上我们还可以看出，其热处理温度区间：在A1 线以上NJEF 线以下固态相变固态相变所谓发生所谓发生固态相变固态相变就是就是固态金属的晶体结构或有序化程度发固态金属的晶体结构或有序化程度发生了变化生了变化。掌握固态相变的基本规律

4、可以通过控制固态相变过程，从而掌握固态相变的基本规律可以通过控制固态相变过程，从而控制相变后的组织以达到控制性能的目的，因此研究固态相控制相变后的组织以达到控制性能的目的，因此研究固态相变基本规律就显得非常重要。根据这些规律发展出工程材料变基本规律就显得非常重要。根据这些规律发展出工程材料不可缺少的技术不可缺少的技术-材料的热处理技术材料的热处理技术。所以：所以：热处理技术的本质热处理技术的本质，就是根据这些具体固态相变的基，就是根据这些具体固态相变的基本规律，采用具体的控制措施，对相变过程进行必要的控制。本规律，采用具体的控制措施，对相变过程进行必要的控制。v 固态相变的特点 界面能增加界面

5、能增加1 相相变变阻阻力力大大 额额外外弹弹性性应应变变能能：比比体体积积差差 固固态相变困难态相变困难 扩散困难（新、旧相化学成分不同时）扩散困难（新、旧相化学成分不同时）2 新相晶核与母相之间存在一定的晶体学位向关系新相晶核与母相之间存在一定的晶体学位向关系 *新相的某一晶面和晶向分别与母相的某一晶面、晶向平行。共格新相的某一晶面和晶向分别与母相的某一晶面、晶向平行。共格 界面类型界面类型:半共格半共格 降低界面能降低界面能,形成共格、半共格界面位向关系形成共格、半共格界面位向关系 非共格非共格3 3惯习现象惯习现象惯习现象惯习现象*新相沿新相沿新相沿新相沿特定的晶向特定的晶向特定的晶向特

6、定的晶向在母相在母相在母相在母相特定晶面特定晶面特定晶面特定晶面上形成。上形成。上形成。上形成。惯习方向惯习方向惯习方向惯习方向（母相）（母相）（母相）（母相）惯习面惯习面惯习面惯习面 原因：沿应变能最小的方向和界面能最低的界面发展。原因：沿应变能最小的方向和界面能最低的界面发展。原因：沿应变能最小的方向和界面能最低的界面发展。原因：沿应变能最小的方向和界面能最低的界面发展。4 4母相晶体缺陷促进相变母相晶体缺陷促进相变母相晶体缺陷促进相变母相晶体缺陷促进相变 缺陷类型缺陷类型缺陷类型缺陷类型:点点点点/线线线线/面面面面晶格畸变、自由能高，促晶格畸变、自由能高，促晶格畸变、自由能高，促晶格畸

7、变、自由能高，促进形核及相变。进形核及相变。进形核及相变。进形核及相变。0-4 固态相变的类型固态相变的类型固固态态相相变变的的分分类类一级相变：一级相变：有热效应发生与体积变化有热效应发生与体积变化二级相变：二级相变：无无，有序化转变、磁性转变，有序化转变、磁性转变2、按、按相变方式相变方式分类：分类：有核相变：有核相变：形核，长大形核，长大无核相变：无核相变：浓度起伏浓度起伏调幅组织调幅组织3、按、按原子迁移情况原子迁移情况分类分类：1、按、按热力学热力学分类：分类：扩散型的相变：脱溶沉淀、共析转变、扩散型的相变：脱溶沉淀、共析转变、有序化转变、多型性转变、调幅分解有序化转变、多型性转变、调幅分解无扩散型的相变无扩散型的相变：马氏体相变：马氏体相变过渡型相变过渡型相变：块型转变、贝氏体型转变：块型转变、贝氏体型转变