【正文】 ? 淬透性 是指鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力。 鹽浴爐 ? 等溫淬火法 ? 將工件在稍高于 Ms 的鹽浴或堿浴中保溫足夠長時間，從而獲得下貝氏體組織的淬火方法。如水淬油冷，油淬空冷 . ? 優(yōu)點是冷卻理想，缺點是不易掌握。 ? 聚乙烯醇、硝鹽水溶液等也是工業(yè)常用的淬火介質(zhì) . 三、淬火方法 ? 采用不同的淬火方法可彌補介質(zhì)的不足。但目前還沒有找到理想的淬火介質(zhì)。 (預(yù)備組織為 P球 ) T12鋼（含 %C）正常淬火組織 ? 合金鋼 ? 由于多數(shù)合金元素 (Mn、 P除外 )對奧氏體晶粒長大有阻礙作用 ， 因而 合金鋼淬火溫度比碳鋼高 。 35鋼（含 %C）亞溫淬火組織 ? ? 亞溫淬火組織為F+M， 強硬度低，但塑韌性好 . ? ⑵ 共析鋼 ? 淬火溫度為 Ac1+3050℃ ； 淬火組織為 M+A’。 ? 淬火目的是為獲得馬氏體組織，提高鋼的性能 . 真空淬火爐 一、 淬火溫度 ? 碳鋼 ? ⑴ 亞共析鋼 ? 淬火溫度為 Ac3+3050℃ 。 正火溫度 ? 正火的目的 ? ⑴ 對于低、中碳鋼 (≤%) ，目的與退火的相同。 ? 球化退火的組織為鐵素體基體上分布著顆粒狀滲碳體的組織，稱 球狀珠光體 , 用 P球表示。 ? ⑴ 完全退火 ? 將工件加熱到Ac3+30~50℃ 保溫后緩冷的退火工藝， 主要用于 亞共析鋼 . ? ⑵ 等溫退火 ? 亞共析鋼加熱到 Ac3+30~50℃ , 共析 、 過共析鋼加熱到 Ac1+30~50℃ ，保溫后快冷到 Ar1以下的某一溫度下停留，待相變完成后出爐空冷。 適合切削加工的硬度為 170250HB。由于 Fe3C的析出 , 奧氏體中含碳量下降 , 因而 Ms 線右端升高 . ? 亞共析鋼 CCT 曲線有貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，還多 A→F開始線 , F析出使 A含碳量升高 , 因而 Ms 線右端下降 . 過共析鋼 CCT曲線 亞共析鋼 CCT曲線 第四節(jié) 鋼的退火和正火 ? 機械零件的一般加工工藝為： 毛坯（鑄、鍛） →預(yù) 備熱處理 →機加工 →最終熱處理。 Vk’ Vk 時間 /s 共析鋼的 CCT圖 共析溫度 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn) 變曲線 完全退火 正火 等溫轉(zhuǎn) 變曲線 油淬 水淬 M+A’ M+T+A’ S P 200 100 ? CCT曲線位于 TTT曲線右下方。 ? 使用 C 曲線時應(yīng)注意奧氏體化條件及晶粒度的影響 . ? ㈡ 過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖 ? 過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖又稱 CCT(ContinuousCoolingTransformation diagram)曲線 ，是通過測定不同冷速下過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變量獲得的。 ? 與共析鋼相比，亞共析鋼和過共析鋼 C曲線的上部各多一條先共析相的析出線。從而使奧氏體穩(wěn)定性增加。 時間 溫度 A1 MS MZ A 過冷 P B M A→M A→B A→P 轉(zhuǎn)變開始線 轉(zhuǎn)變終了線 奧氏體 550 650 2s 10s 5s 2s 5s 10s 30s 40s ? C 曲線的分析 ? ⑴ 轉(zhuǎn)變開始線與縱坐標之間的距離為孕育期 。 轉(zhuǎn)變終了點的連線稱 轉(zhuǎn)變終了線 。 一、過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變曲線圖 (TimeTemperatureTransformation diagram) ? C曲線的建立 ? 以共析鋼為例： ? ⑴ 取一批小試樣并進行奧氏體化 . ? ⑵ 將試樣分組淬入低于 A1 點的不同溫度的鹽浴中 ,隔一定時間取一試樣淬入水中。 ? Ms、 Mz與冷速無關(guān)， 主要取決于奧氏體中的碳與合金元素含量 。 ? 在 Ms以下，隨溫度下降 ,轉(zhuǎn)變量增加，冷卻中斷 ,轉(zhuǎn)變停止。其主要特點是： ? ⑴ 無擴散性 ? 鐵和碳原子都不擴散 ，因而馬氏體的含碳量與奧氏體的含碳量相同。 馬氏體硬度、韌性與含碳量的關(guān)系 C% ? 馬氏體強化的主要原因是過飽和碳引起的固溶強化。 ? 馬氏體的硬度主要取決于其含碳量。 ? C%大于 %C時 幾乎全部是 針狀馬氏體 . ? C%在 ~%之間為 板條與針狀的混合組織 。 SEM TEM ? ⑵ 針狀馬氏體 /孿晶馬氏體 ? 立體形態(tài)為雙凸透鏡形的片狀 。 ? 當(dāng)＜ %C時， c/a=1，此時馬氏體為體心立方晶格 . ? 馬氏體的形態(tài) ? 馬氏體的形態(tài)分 板條 和針狀 兩類。 ? 馬氏體轉(zhuǎn)變是強化鋼的重要途徑之一。 ? 當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度較高 （ 550350℃ ) 時，條片狀鐵素體從奧氏體晶界向晶內(nèi)平行生長，隨鐵素體條伸長和變寬，其碳原子向條間奧氏體富集，最后在鐵素體條間析出 Fe3C短棒，奧氏體消失，形成 B上 。 ? 下貝氏體除了強度、硬度較高外，塑性、韌性也較好，即具有良好的綜合力學(xué)性能，是生產(chǎn)上常用的強化組織之一。 ? 在光鏡下呈 竹葉狀。 氏體的含碳量下降，促進了鐵素體形核，兩者相間形核并 珠光體轉(zhuǎn)變 珠光體轉(zhuǎn)變過程 ? 二、 貝氏體轉(zhuǎn)變 ? 貝氏體的組織形態(tài)及性能 ? 過冷奧氏體在 550℃ 230℃ (Ms)間將轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w類型組織，貝氏體用符號 B表示。 片間距 ?b HRC ? ? 片間距越小，鋼的強度、硬度越高，而塑性和韌性略有改善。 隨過冷度不同，過冷奧氏體將發(fā)生 珠光體轉(zhuǎn)變 、 貝氏體轉(zhuǎn)變 和馬氏體轉(zhuǎn)變 三種類型轉(zhuǎn)變。因此加熱得到細而均勻的奧氏體晶粒是熱處理的關(guān)鍵問題之一。 ? 通常將鋼加熱到 940? 10℃ 奧氏體化后，設(shè)法把奧氏體晶粒保留到室 ? 影響奧氏體晶粒長大的因素 ? ⑴ 加熱溫度和保溫時間 : 加熱溫度高 、 保溫時間長 , ? 晶粒粗大 . ? ⑵ 加熱速度 : 加熱速度越快 ,過熱度越大 , 形核率越高 , 晶粒越細 . ? ⑶ 合金元素： ? 阻礙奧氏體晶粒長大的元素 : Ti、 V、 Nb、 Ta、 Zr、 W、Mo、 Cr、 Al等 碳化物和氮化物形成元素。 ? 晶粒度為 14 級的是 本質(zhì)粗晶粒鋼 , 58 級的是 本質(zhì)細晶粒鋼 。但由于先共析 ? 或二次 Fe3C的存在，要獲得全部奧氏體組織，必須相應(yīng)加熱到 Ac3或 Accm以上 . 二、 奧氏體晶粒長大及其影響因素 ? 奧氏體晶粒長大 ? 奧氏體化剛結(jié)束時的晶粒度稱 起始晶粒度 ,此時晶粒細小均勻。 ? 第三步 殘余 Fe3C溶解 : 鐵素體的成分 、 結(jié)構(gòu)更接近于奧氏體，因而先消失。加熱分兩種：一種是在A1以下加熱，不發(fā)生相變；另一種是 在臨界點以上加熱，目的是獲得均勻的奧氏體組織，稱 奧氏體化 。 ? 根據(jù)加熱、冷卻方式及鋼組織性能變化特點不同，將熱處理工藝分類如下： 其他熱處理 普通熱處理 表面熱處理 熱處理 退火正火淬火回火 真空熱處理形變熱處理激光熱處理 控制氣氛熱處理 表面淬火 — 感應(yīng)加熱、火焰加熱、 電接觸加熱等 化學(xué)熱處理 — 滲碳、氮化、碳氮 共滲、滲其他元素等 ? 預(yù)備 (或叫 預(yù)先 )熱處理與最終熱處理 ? 預(yù)備熱處理 — 為隨后的加工（冷拔、沖壓、切削）或進一步熱處理作準備的熱處理。 ? 熱處理特點 : 熱處理 區(qū)別于其他加工工藝如鑄造、壓力加工等的特點是 只通過改變工件的組織來改變性能，而不改變其形狀。 ? 在機床制造中 約 6070%的零件要經(jīng)過熱處理。 概述 ? 熱處理 ： 是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，獲得所需要性能的一種工藝 . ? 為簡明表示熱處理的基本工藝過程，通常用溫度 — 時間坐標繪出 熱處理工藝曲線 。 ? 總之，重要零件 都需適當(dāng)熱處理后才能使用。 ? 熱處理工藝： 根據(jù)熱處理原理制定的溫度、時間、介質(zhì)等參數(shù)稱 熱處理工藝 。 ? 由于加熱冷卻速度直接影響轉(zhuǎn)變溫度，因此一般手冊中的數(shù)據(jù)是以 3050℃ /h 的速度加熱或冷卻時測得的 . ? 臨界溫度與實際轉(zhuǎn)變溫度 ? 鐵碳相圖中 PSK、 GS、 ES線分別用 A A Acm表示 . ? 實際加熱或冷卻時存在著過冷或過熱現(xiàn)象，因此將 第一節(jié) 鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變 ? 加熱是熱處理的第一道工序。 ? 第二步 奧氏體晶核長大： ? 晶核通過碳、鐵原子的擴散向 ? 和 Fe3C方向長大。 ? 亞共析鋼和過共析鋼的奧氏體化過程與共析鋼基本相同 。 溫來判斷。 ? 加熱時奧氏體晶粒的長大傾向稱 本質(zhì)晶粒度 。 ? 奧氏體晶粒粗大，冷卻后的組織也粗大，降低鋼的常溫力學(xué)性能，尤其是塑性。 過冷奧氏體是非穩(wěn)定組織，遲早要發(fā)生轉(zhuǎn)變。 電鏡形貌 光鏡形貌 ? 珠光體、索氏體、屈氏體 三種組織無本質(zhì)區(qū)別，只是形態(tài)上的粗細之分，因此其界限也是相對的。 ? 珠光體轉(zhuǎn)變是擴散型轉(zhuǎn)變 (鐵、碳原子均擴散）。 光鏡下 電鏡下 ? ⑵ 下貝氏體 ? 形成溫度為 350℃ Ms。 ? 上貝氏體強度與塑性都較低，無實用價值。 ? 發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變時 ,首先在奧氏體中的貧碳區(qū)形成鐵素體晶核，其含碳量介于奧氏體與平衡鐵素體之間，為 過飽和鐵素體。 下貝氏體轉(zhuǎn)變 ? 三、 馬氏體轉(zhuǎn)變 ? 當(dāng)奧氏體過冷到 Ms以下將轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體類型組織。 ? C% 越高，正方度越大，正方畸變越嚴重。 ? 在電鏡下，板條內(nèi)的亞結(jié)構(gòu)主要是高密度的位錯， ?=1012/cm2,又稱 位錯馬氏體 。 電鏡下 電鏡下 光鏡下 ? ⑶ 馬氏體的形態(tài)主要取決于其含碳量 ? C%小于 %時， 組織幾乎全部是 板條馬氏體 。 ? 當(dāng)最大馬氏體片細到光鏡下無法分辨時，該馬氏