鋼的熱處理及表面處理技術(shù)

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1、第五章鋼的熱處理及表面處理技術(shù)第一節(jié)概述第二節(jié)鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變第三節(jié)鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變第四、五、六節(jié)鋼的熱處理第七、八節(jié)鋼的表面熱處理概念辨析課堂討論:作業(yè)：P1622、3、4、5、6、7本章重點(diǎn)9/18/20211本章重點(diǎn)：1.鋼在加熱和冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變2.C曲線(xiàn)及CCT曲線(xiàn)3.各種熱處理工藝和應(yīng)用9/18/20212第一節(jié)概述改善鋼材性能的主要辦法:1.合金化2.鋼的熱處理熱處理分類(lèi)：退火普通熱處理正火淬火回火化學(xué)熱處理滲C滲NC、N共滲表面熱處理表面淬火感應(yīng)加熱火焰加熱9/18/20213例：T8,在780℃保溫，一個(gè)水冷62HRC,另一個(gè)爐

2、冷200HB≈15HRC。水冷馬氏體，爐冷珠光體。9/18/20214第二節(jié)鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變一、轉(zhuǎn)變溫度二、奧氏體的形成過(guò)程（以共析鋼為例）三、奧氏體晶粒的長(zhǎng)大及影響因素四、加熱時(shí)常見(jiàn)的缺陷9/18/20215一、轉(zhuǎn)變溫度滯后現(xiàn)象原：A1、A3、Acm加熱：Ac1、Ac3、Accm冷卻：Ar1、Ar3、Arcm鋼的相圖9/18/20216Ac3AccmAc1Ar1Ar3Arcm9/18/20217二、奧氏體的形成過(guò)程（以共析鋼為例）4.奧氏體成分的均勻化2.奧氏體長(zhǎng)大3.殘余滲碳體的溶解1.奧氏體形核亞共析鋼奧氏體化過(guò)程過(guò)共析鋼奧氏體化過(guò)程9/18/

3、20218三、奧氏體晶粒的長(zhǎng)大及影響因素1.奧氏體的晶粒度1）起始晶粒度2）實(shí)際晶粒度3）本質(zhì)晶粒度2.影響奧氏體晶粒度的因素(1)加熱溫度和保溫時(shí)間↑→晶粒尺寸↑(2)C%↑→晶粒尺寸↑合金碳化物↑→晶粒尺寸↓9/18/202191.奧氏體晶粒度:1)起始晶粒度:珠光體剛剛轉(zhuǎn)變成奧氏體的晶粒大小。2)實(shí)際晶粒度:熱處理后所獲得的奧氏體晶粒的大小。3)本質(zhì)晶粒度:度量鋼本身晶粒在930℃以下,隨溫度升高,晶粒長(zhǎng)大的程度。9/18/202110四、加熱時(shí)常見(jiàn)的缺陷過(guò)熱：晶粒粗大，可以消除(完全退火或等溫退火或正火)過(guò)燒：晶界局部熔化，無(wú)法消除氧化脫碳鹽浴爐

4、可控氣氛保護(hù)真空熱處理9/18/202111第三節(jié)鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變冷卻方式一、共析鋼過(guò)冷奧氏體等溫冷卻轉(zhuǎn)變二、過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變9/18/202112一、共析鋼過(guò)冷奧氏體等溫冷卻轉(zhuǎn)變過(guò)冷A體：在臨界溫度（727℃）以下，230℃以上存在的A體2.過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)（C曲線(xiàn)）的分析3.碳鋼C曲線(xiàn)對(duì)比4.過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能1.過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)（C曲線(xiàn)）的建立工程材料CAI9/18/2021139/18/20211401時(shí)T/℃M+ARA1100200300400500600700800-100100101010102345

5、AMsMf過(guò)冷AA→MA→B下A→S轉(zhuǎn)變開(kāi)始轉(zhuǎn)變結(jié)束A→B上A→TA→PMB下B上TSP5~25HRC25~35HRC35~40HRC40~50HRC50~60HRC60~65HRC9/18/2021154.過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能1）珠光體轉(zhuǎn)變擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變：鐵、碳原子擴(kuò)散、晶格重組高溫轉(zhuǎn)變：A1～550℃珠光體：A1～650℃索氏體：650～600℃托氏體：600～550℃轉(zhuǎn)變產(chǎn)物9/18/2021169/18/202117P型組織——F+層片狀Fe3C層片間距：P>S>T珠光體P，3800×索氏體S8000×托氏體T8000×9/18/202

6、118表1過(guò)冷奧氏體高溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的形成溫度和性能組織名稱(chēng)表示符號(hào)形成溫度范圍/℃硬度片間距/nm能分辨片層的放大倍數(shù)珠光體PA1～650＜25HRC150～450＜500×索氏體S650～60025～35HRC80～150＞1000×托氏體T600～55035～40HRC30～80＞2000×同一成分的鋼，組織為片狀珠光體時(shí)強(qiáng)度、硬度比粒狀珠光體的高，但塑性、韌性低，為改善工具鋼的切削性能，常用球化退火來(lái)得到粒狀珠光體組織，降低鋼的硬度。珠光體的片層間距越小，強(qiáng)度、硬度越高，塑性、韌性越好。9/18/2021192）貝氏體轉(zhuǎn)變中溫轉(zhuǎn)變：550℃～Ｍｓ點(diǎn)轉(zhuǎn)

7、變特點(diǎn)：半擴(kuò)散型，鐵原子不擴(kuò)散，碳原子有一定的擴(kuò)散能力轉(zhuǎn)變產(chǎn)物：貝氏體，即Fe3C分布在含過(guò)飽和碳的鐵素體上的兩相混合物上貝氏體：550～350℃，呈羽毛狀下貝氏體：350℃～Ｍｓ點(diǎn)，呈針狀9/18/202120光學(xué)顯微照片1300×電子顯微照片5000×45鋼，B上+B下，×400上貝氏體中的Fe3C分布于鐵素體條之間，分割了基體的連續(xù)性，易脆斷，故上貝氏體的強(qiáng)度和韌性較低上貝氏體的形成過(guò)程9/18/202121下貝氏體形成溫度較低，鐵素體針細(xì)小、無(wú)方向性，且碳化物分布均勻，彌散度大，故下貝氏體有良好的強(qiáng)度和韌性配合，是一種有應(yīng)用價(jià)值的組織貝氏體轉(zhuǎn)變F

8、針內(nèi)定向分布著細(xì)小Fe2.4C顆粒電子顯微照片12000×T8鋼，B下，黑色針狀