工程材料與熱加工基礎(chǔ)(已修改)
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【正文】 2022年 9月 20日星期二 主編：高美蘭 白樹(shù)全 9787111492078 Engineering materials and thermal processing base 機(jī)械工業(yè)出版社 2022年 9月 20日星期二 第 3章 鋼的熱處理 第 3章 鋼的熱處理 鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 鋼的退火和正火 鋼的淬火 鋼的回火 鋼的表面熱處理 2022年 9月 20日星期二 第 3章 鋼的熱處理 鋼的熱處理概述 ?定義 ： ?目的及 重要性 ： 提高和 改善鋼的性能；充分發(fā)揮鋼的性能潛力；提高壽命；減低成本 ?分類(lèi)： 普通熱處理（ 四把火： 退火、正火、淬火、回火） 表面熱處理（表面淬火、化學(xué)熱處理） T(℃ ) t(h) 熱處理工藝曲線 保溫 把鋼在固態(tài)下，通過(guò) 加熱 冷卻 來(lái)改變鋼內(nèi)部的組織和性能 保溫 蘸火 2022年 9月 20日星期二 第 3章 鋼的熱處理 轉(zhuǎn)變溫度 FeFe3C相圖上： PSK、 GS、 ES 平衡 臨 界 點(diǎn) 為： A A Acm 加熱時(shí)臨界點(diǎn)為： Ac Ac Accm 冷卻時(shí)臨界點(diǎn)為： Ar Ar Arcm 2022年 9月 20日星期二 第 3章 鋼的熱處理 ?鋼熱處理時(shí)首先要 加熱 ，其 目的是獲得 均勻而細(xì)小 的奧 氏體組織。 ?經(jīng)過(guò) A化以后的鋼，再以不 同的方式冷卻，即可得到不 同的組織，從而獲得所需要 的性能。 熱處理工藝曲線 2022年 9月 20日星期二 第 3章 鋼的熱處理 —— （以共析鋼為例） 共析鋼在 A1以下全部為 P。 P是 F和 Fe3C組成的機(jī)械混合物 。 當(dāng)把共析鋼加熱到 Ac1以上溫度時(shí)， P→ A，這種轉(zhuǎn)變可用下式表示。 P（ F + Fe3C ） → A % % % bcc 復(fù)雜斜方 fcc 珠光體 2022年 9月 20日星期二 第 3章 鋼的熱處理 共析鋼奧氏體形成過(guò)程可歸納為 ?奧氏體晶核的形成： a) ?奧氏體晶核的長(zhǎng)大 : b) ?殘余滲碳體的溶解 : c) ?奧氏體成分均勻化 : d) 加熱時(shí)，為了獲得 均勻而細(xì)小的 奧氏體晶粒，必須選取合適的 加熱溫度 ，并 嚴(yán)格控制保溫時(shí)間 。 亞共析鋼： F+P → F+A → A 過(guò)共析鋼： P+Fe3C → A+Fe3C → A —— 奧氏體形成過(guò)程 2022年 9月 20日星期二 第 3章 鋼的熱處理 鋼加熱獲得 均勻而細(xì)小 的 A晶粒，是為隨后的冷卻做組織準(zhǔn)備，冷卻過(guò)程是熱處理的關(guān)鍵工序，冷卻方式不同，冷卻后的組織和性能也不同。 熱處理生產(chǎn)中的冷卻方式 等溫冷卻 連續(xù)冷卻 2022年 9月 20日星期二 第 3章 鋼的熱處理 A等溫轉(zhuǎn)變曲線 過(guò)冷奧氏體 ：把在 Ar1溫度以下暫時(shí)存在的、不穩(wěn)定的 奧 氏體稱(chēng)為過(guò)冷奧氏體。 2022年 9月 20日星期二 第 3章 鋼的熱處理 A1—— PSK Ms—— M轉(zhuǎn)變開(kāi)始線 Mf—— M轉(zhuǎn)變終了線 aa′—— 等溫轉(zhuǎn)變開(kāi)始線 bb′—— 等溫轉(zhuǎn)變終了線 五線 A1 線以上 ： A穩(wěn)定存在區(qū) Ms~Mf： M轉(zhuǎn)變區(qū) aa′以左： 過(guò)冷 A區(qū) bb′以右： 轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū) aa′~bb′：過(guò)冷 A與轉(zhuǎn)變產(chǎn)物共存區(qū) 五區(qū) a a ′ b b′ 曲線分析 共析鋼的 C曲線 a a′ b b′ —— 過(guò)冷 A等溫轉(zhuǎn)變曲線 C 曲線 2022年 9月 20日星期二 第 3章 鋼的熱處理 ?共析鋼過(guò)冷 A等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織形態(tài)和性能： 1)珠光體轉(zhuǎn)變 Ar1~550℃ A過(guò) → P 2)貝氏體轉(zhuǎn)變 550℃ ~Ms A過(guò) → B 3)馬氏體轉(zhuǎn)變 Ms~Mf連續(xù)冷卻 A過(guò) → M 共析鋼的 C曲線 2022年 9月 20日星期二 第 3章 鋼的熱處理 1）珠光體轉(zhuǎn)變 等溫溫度 組織名稱(chēng) 符號(hào) 片層間距 硬度 HRC Ar1 ~ 650℃ 珠光體 P ＞ 10~20 650~600℃ 索氏體 S ~ 20~30 600~550℃ 托氏體 T ＜ 30~40 珠光體 (P) 3800 索氏體 (S) 8000 托氏體 (T) 8000 P T S 問(wèn)題： P、 S、 T有何異同 ？ ?共析鋼過(guò)冷 A等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織形態(tài)和性能 2022年 9月 20日星期二 第 3章 鋼的熱處理 2）貝氏體轉(zhuǎn)變 溫度 ： 550℃ ~Ms 產(chǎn)物 ：貝氏體 —— 含過(guò)飽和碳的鐵素體和碳化物 組成的機(jī)械混合物，用 “ B”表示。 等溫溫度 組織名稱(chēng) 符號(hào) 形態(tài) 硬度 HRC 550~350℃ 上貝氏體 B上 羽毛狀 4045HRC 塑性低、脆 350~Ms 下貝氏體 B下 黑色針狀 4555HRC 塑韌性好 上貝氏體 下貝氏體 P T S B上 B下 ?共析鋼過(guò)冷 A等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織形態(tài)和性能 2022年 9月 20日星期二 第 3章 鋼的熱處理 3）馬氏體轉(zhuǎn)變 溫度： Ms~Mf 產(chǎn) 物： 馬氏體 —— 碳在 αFe中的過(guò)飽和固溶體， 用 “ M”表示 Wc 組織名稱(chēng) 符號(hào) 形態(tài) 硬度 HRC WC＜ % 板條馬氏體 M板條 板條 狀 ＞ 50HRC 塑韌性好 WC＞ % 針
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