【正文】 2）亞共析鋼 圖 亞共析鋼組織轉(zhuǎn)變過程示意圖 3)過共析鋼 圖 過共析鋼組織轉(zhuǎn)變過程示意圖 ? 4）共晶白口鐵 ? 圖 ? 5）亞共晶白口鐵 ? 6）過共晶白口鐵 ? 鐵碳合金相圖的應(yīng)用 ? 含碳量對鐵碳合金組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律 ? （ 1）含碳量對平衡組織的影響 ? （ 2）含碳量對力學(xué)性能的影響 ? ? 合理選材：鐵碳合金狀態(tài)圖 ,相圖總結(jié)了合金組織及性能隨成分的變化規(guī)律，這就便于我們根據(jù)工件的性能要求來選擇材料。 ? 制定加工工藝方面的應(yīng)用： ? （ 1）鑄造生產(chǎn)：純鐵在共晶成分和接近于共晶成分的鐵碳合金，具有較好的鑄造性能。 ? （ 2）鍛造工藝：相圖可作為確定鋼的鍛造溫度范圍依據(jù)。 ? （ 3）焊接工藝：焊接時(shí)焊逢及熱影響區(qū)受到不同程度的加熱和冷卻，組織和性能會發(fā)生變化，相圖可作為研究其變化規(guī)律的理論依據(jù)。 ? （ 4）熱處理工藝：相圖是制訂各種熱處理工藝加熱溫度的重要依據(jù)。 第 4章 鋼的固態(tài)相變及熱處理 ? 概述 ? 一、什么叫鋼的熱處理？ 定義：加熱 — 保溫 —冷卻 →達(dá)到需要性能。叫鋼的熱處理。 過程：加熱、保溫、冷卻三個階段。 特點(diǎn)：形狀不變，僅組織變 →性能變。 ? 二、熱處理分類： 普通熱處理：退火，正火，淬火，回火 表面熱處理：表面淬火：①火焰加熱②感應(yīng)加熱 表面化學(xué)處理： ①滲碳②氮化③碳氮共滲④其它 特殊熱處理：①形變熱處理②真空熱處理③其它 ? 鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 （ 1）奧氏體的形成 ? 圖 鋼在實(shí)際加熱和 冷卻時(shí)的臨界點(diǎn) ? 圖 珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變過程示意圖 ? 奧氏體的控制：溫度不能太高，保持細(xì)的 A 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變 冷卻方式：①連續(xù)冷卻 ②等溫冷卻 ①連續(xù)冷卻： ②等溫冷卻： ? 等溫冷卻下的組織變化： ? （ 1）奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線 圖 共析鋼的 C曲線 ①高溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物： ②中間轉(zhuǎn)變產(chǎn)物： ③低溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物： ? （ 2）過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能 ? 1）珠光體轉(zhuǎn)變 ? ①珠光體的形成機(jī)理 ? 圖 片狀珠光體 形成示意圖 ? ②珠光體的分類 ? 2)貝氏體轉(zhuǎn)變 ? 圖 珠光體組織 ? (a)珠光體 500 ? (b)索氏體 1 000 ? (c)屈氏體 5 000 ? ① 貝氏體的組織特征 ? 圖 上貝氏體 (a)金相顯微組織 (b)示意圖 ? ② 貝氏體的性能 ? 3）馬氏體轉(zhuǎn)變 ? 圖 下貝氏體組織 ? (a)金相顯微組織 (b)示意圖 ? 圖 板條狀馬氏體 ? (a)顯微組織 (b)示意圖 ? 圖 片狀馬氏體的組織 ? (a)金相顯微組織 (b)示意圖 ? （ 3）影響 C曲線的因素 ? 1）含碳量的影響 ? 圖 奧氏體的含碳量對馬氏體轉(zhuǎn)變溫度及殘余奧氏體量的影響 （ a）對馬氏體轉(zhuǎn)變溫度的影響（ b）對殘余奧氏體量的影響 ? 圖 共析鋼、亞共析鋼和過共析鋼的 C曲線比較 ? (a)共析碳鋼 (b)亞共析碳鋼 (c)過共析碳鋼 ? 2）合金元素的影響 ? 3）加熱溫度和保溫時(shí)間的影響 ? （ 4）奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線 ? 圖 共析鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線 ? 鋼的熱處理 (常用的熱處理工藝 ) ? 鋼的退火 : ? :鋼加熱到臨界溫度 →保溫 →緩冷 (隨爐冷卻 ) ? :(1)降低硬度 ,以利于切削 ? (2)細(xì)化晶粒 ,改善力學(xué)性能 ? (3)減小應(yīng)力 ,防止裂紋 ? (4)獲得較高韌性 ,以利于變形加工 ? (5)預(yù)先熱處理 : ? （ 1）完全退火 ? 圖 完全退火工藝曲線 ? A 溫度： ? 所謂完全：是指退火時(shí)鋼件被加熱到獲得完全的奧氏體組織，也就是鋼的組織全部進(jìn)行了重結(jié)晶。 ? B 完全退火目的 ：是通過完全重結(jié)晶， ① 使鑄造，鍛造或焊接所造成的粗大晶粒細(xì)化 ② 并可使產(chǎn)生的 組織不均勻得到改善 ③ 通過退火，可以 降低硬度 , 便于切削加工 ④ 由于退火時(shí)冷卻緩慢，也可以消除內(nèi)應(yīng)力 ? C 完全退火用途：用于具有亞共析組織的碳鋼和合金鋼的鑄件，鍛件和焊接件。 ? （ 2） 球化退火 :主要用于過共析鋼件 ? A 溫度： Ac1+2030℃ ，保溫，冷卻 ? B 目的 ： P+Fe3CⅡ （網(wǎng)） →A+Fe3CⅡ （球） 使 P中的片狀 Fe3C和 Fe3CⅡ （網(wǎng)） 都球化，因?yàn)檫^共析鋼中存在網(wǎng)狀 Fe3CⅡ ， 在切削加工時(shí)，對刀具磨損很大，使切削加工性能變壞，從而改善鋼的切削加工性，并減少最終熱處理時(shí)工件變形和開裂的傾向。 ? （ 3）去應(yīng)力退火 : ? A 加熱溫度 :500650℃ →保溫 →緩冷 (隨爐冷卻到 200 ℃ ,再空冷 ) ? B 目的 :去除應(yīng)力 ,穩(wěn)定尺寸 ,無組織轉(zhuǎn)變 (消除鑄件 ,鍛件 ,焊接件的殘余內(nèi)應(yīng)力 ) ? （ 4）等溫退火 :等溫退火與完全退火的目的相同，只是等溫退火所需的時(shí)間短 ? 鋼的正火 : ? :鋼加熱到臨界溫度 →保溫 →空冷 . ? : Ac3或 Accm + 3050℃ ? :同退火 ? : ? 圖 退火和正火的加熱 溫度范圍 ? 鋼的淬火 ? :鋼加熱到臨界溫度 →保溫 →水或油中 ? 冷 →硬度提高 →耐磨性提高 ? Ac3或 Ac1 + 3050℃ ? 圖 碳鋼的淬火加 熱溫度范圍 ? :提高鋼的 硬度 ,脆 ,內(nèi)應(yīng)力 ↑ ? ? 1）鋼的淬透性 :鋼在淬火時(shí)能夠獲得淬硬深度的能力 . ? 選用原則 :在保證淬硬的前提下 ,盡量選緩和的 ,冷卻特性好的淬火介質(zhì) ? ①水 :冷卻能力較強(qiáng) ,冷卻特性不理想 ,多用于碳鋼淬火 ? ②油 (礦物油 ):冷卻能力較低 ,冷卻特性較好 ,多用于合金鋼淬火 ? : ? ① 單液淬火法 :把加熱后的工件放入一種淬火冷卻介質(zhì)中一直冷卻到室溫的淬火 ,稱為單液淬火法 . ? ② 雙液淬火法 :對于形狀復(fù)雜的工件 ,為了防止在低溫范圍內(nèi)馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)發(fā)生裂紋 ,可先在水中冷卻接近 Ms點(diǎn)時(shí) ,立即取出再放入油中冷卻 ,稱為雙液淬火法 . ? ③ 分級淬火法 :把加熱好的工件放入溫度稍高于 Ms點(diǎn)的鹽浴或堿浴中 ,保持一段時(shí)間 ,使工件內(nèi)外的溫度達(dá)到均勻 ,然后取出來在空氣中冷卻 ,使之發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變 ,這種淬火方法明顯地減小變形和開裂 ,但由于鹽浴或堿浴的冷卻能力較小 ,此法只適用于截面尺寸比較小的工件 .如 :刀具的淬火 ? ④ 等溫淬火法 :將加熱后的工件放入溫度稍高于 Ms點(diǎn)的鹽浴槽中 ,保持足夠長的時(shí)間 ,使過冷 A轉(zhuǎn)變?yōu)?B下 ,然后在空氣中冷卻 ,叫做等溫淬火 .這種淬火方法也只適用于尺寸不大 ,形狀復(fù)雜而要求較高的工件 ,如 :彈簧 ,小齒輪及絲錐等 . ? 鋼的回火 ? （ 1）工藝 :淬火鋼件加熱 →保溫 →空冷 (爐冷 ) ? （ 2）目的 :降低脆性 , 塑性 ,韌性提高 ,調(diào)整性能 ? （ 3）回火的分類及應(yīng)用 ? 1）低溫回火（ 150～ 250 ℃ )M回 , 降低淬火應(yīng)力和脆性 ,保持淬火后鋼的高硬度和高耐磨性 . ? 2）中溫回火（ 350～ 500 ℃ )T回 ,具有較高的彈性極限和屈服極限 ,并有一定的韌性 . ? 3）高溫回火（ 500～ 650 ℃ )S回 ,淬火 +高溫回火的熱處理叫調(diào)質(zhì)處理 .綜合性能好 . 鋼的表面淬火 : :鋼件表面加熱到淬火溫度 → 快速冷卻 →表面硬 ,內(nèi)部保留原來的塑、韌性 2分類： （ 1）感應(yīng)加熱表面淬火 （ 2）火焰加熱表面淬火（ 3）激光加熱表面淬火 1）感應(yīng)加熱表面淬火的原理及種類 圖 感應(yīng)加熱表面 淬火示意圖 ? 基本原理 :交流電 交變磁場 感應(yīng)電流 迅速加 熱工件表面 (達(dá)到淬火溫度 )噴水 冷卻 ? ①高頻感應(yīng)加熱 :202250KHz 脆硬層深度 (d) ＜2mm中小型件 ? ②中頻感應(yīng)加熱 : 脆硬層深度 (d) =38mm ? 大、中型齒輪 ? ③工頻感應(yīng)加熱： 50Hz 脆硬層深度 (d) 可達(dá) 1020mm 大型工件比如：火車車輪等 2）感應(yīng)加熱表面淬火的工藝分析