【正文】 體稱 隱晶馬氏體 . ? 馬氏體的性能 ? 高硬度 是馬氏體性能的主要特點。 ? 合金元素對馬氏體硬度的影響不大。 針狀馬氏體脆性大， 板條馬氏體具有較好的塑性和韌性 . 針狀馬氏體 板條馬氏體 馬氏體的透射電鏡形貌 ? 馬氏體轉變的特點 ? 馬氏體轉變也是形核和長大的過程。 馬氏體轉變切變示意圖 馬氏體轉變產生的表面浮凸 ? （ 2） 降溫形成 ? 馬氏體轉變開始的溫度稱上馬氏體點 ，用 Ms 表示 . ? 馬氏體轉變終了溫度稱下馬氏體點 ，用 Mz表示 . ? 只要溫度達到 Ms以下即發(fā)生馬氏體轉變。 ? （ 4） 轉變不完全 ?’ ? 即使冷卻到 Mz點，也不可能獲得 100%的馬氏體，總有部分奧氏體未能轉變 而殘留下來，稱 殘余奧氏體 ，用 A’ 或 ?’ 表示。 兩種冷卻方式示意圖 1—— 等溫冷卻 2—— 連續(xù)冷卻 ? 過冷奧氏體的等溫轉變圖 是 表示奧氏體急速冷卻到臨界點 A1 以下在各不同溫度下的保溫過程中轉變量與轉變時間的關系曲線 .又稱 C 曲線、 S 曲線或 TTT曲線。 ? 轉變開始點的連線稱 轉變開始線 。 ? 兩線之間及 Ms與 Mz之間為 轉變區(qū) 。 ? 在鼻尖以上 , 溫度較高，相變驅動力小 . ? 在鼻尖以下，溫度較低，擴散困難。 Ms 與 Mz點隨含碳量增加而下降。 推桿式電阻爐 ? (2) 奧氏體化條件的影響 ? 奧氏體化溫度提高和保溫時間延長，使奧氏體成分均勻、晶粒粗大、未溶碳化物減少，增加了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使 C 曲線右移。 Vk’ Vk 共析鋼的 CCT曲線 ? 圖中的 Vk 為 CCT曲線的 臨界冷卻速度 ， 即獲得全部馬氏體組織時的最小冷卻速度 . ? Vk’ 為 TTT曲線的臨界冷卻速度 . Vk’ ? Vk 。 方法是將連續(xù)冷卻曲線繪在 C 曲線上，依其與 C 曲線交點的位臵來說明最終轉變產物 . 用 TTT曲線定性說明共析鋼連續(xù)冷卻時 的組織轉變 爐冷 空冷 油 冷 水 冷 P S T+M+A’ M+A’ P 均勻 A 細 A P 退火 (爐冷 ) 正火 (空冷 ) S 淬火 (油冷 ) T+M+A’ M+A’ 淬火 (水冷 ) A1 MS Mf 時間 650℃ 600℃ 550℃ 45鋼 850℃ 油冷組織 M+T ? 過共析鋼 CCT曲線也無貝氏體轉變區(qū) , 但比共析鋼 CCT曲線多一條 A→Fe3C轉變開始線。 ? 退火目的 ? ⑴ 調整硬度 ， 便于切削加工 。 真空退火爐 ? 退火工藝 ? 退火的種類很多，常用的有 完全退火 、 等溫退火 、球化退火 、 擴散退火 、 去應力退火 、 再結晶退火 。 主要用于 共析、過共析鋼 。 ? 正火后的組織： ● %C時，組織為 F+S； ● ?%C時，組織為 S 。 ? 要改善切削性能，低碳鋼 用 正火，中碳鋼 用 退火 或 正火 ,高碳鋼 用 球化退火 . 熱處理與硬度關系 合適切削加工硬度 第五節(jié) 鋼的淬火 ? 淬火 是將鋼加熱到臨界點以上，保溫后以大于 Vk速 度冷卻，使奧氏體轉變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝 . ? 淬火是應用最廣的熱處理工藝之一。 65MnV鋼 (%C) 淬火組織 45鋼 (含 %C)正常淬火組織 ? 在 Ac1~ Ac3之間的加熱淬火稱 亞溫淬火 。 ? 淬火組織 : M+Fe3C顆粒+A’。 二、淬火介質 ? 理想的冷卻曲線應只在 C曲線鼻尖處快冷，而在 Ms附近盡量緩冷，以達到既獲得馬氏體組織，又減小 理想淬火曲線示意圖 Ms Mf 內應力的目的。 ? 熔鹽作為淬火介質稱鹽浴，冷卻能力在水和油之間 ,用于形狀復雜件的分級淬火和等溫淬火。 各種淬火方法示意圖 1— 單液淬火法 2— 雙液淬火法 3— 分級淬火法 4— 等溫淬火法 ? 雙液淬火法 ? 工件先在一種冷卻能力強的介質中冷卻，躲過鼻尖后，再在另一種冷卻能力較弱的介質中發(fā)生馬氏體轉變的方法。 ? 可減少內應力，用于小尺寸工件。 ? 是選材和制訂熱處理工藝的重要依據(jù)之一。 ? 淬硬性 是指鋼淬火后所能達到的最高硬度，即硬化能力 . 二、 淬透性與淬硬層深度的關系 ? 同一材料的淬硬層深度與工件尺寸、冷卻介質有關。 三、影響淬透性的因素 ? 鋼的淬透性取決于臨界冷卻速度 Vk， Vk越小，淬透性越高。 ? 淬透性的表示方法 ? ⑴ 用淬透性曲線表示 dH R CJ即用 表 ? ⑵ 用臨界淬透直徑表示 ? 臨界淬透直徑是指圓形鋼棒在介質中冷卻，中心被淬成半馬氏體的最大直徑，用 D0表示。 下圖為 預測 50mm直徑 40MnB鋼軸淬火后斷面的硬度分布 . ? 利用淬透性曲線進行選材。如螺栓 、 連桿 、模具等。 ? 一、回火的目的 ? 減少或消除淬火內應力 , 防止變形或開裂 . ? 獲得所需要的力學性能?；鼗鹂墒?M與 A’轉變?yōu)槠胶饣蚪咏胶獾慕M織，防止使用時變形。 二、 鋼在回火時的轉變 ? 淬火鋼回火時的組織轉變主要發(fā)生在加熱階段。 析出的碳化物以細片狀分布在馬氏體基體上，這種組織稱回火馬氏體 ， 用 M回 表示。 ? 殘余奧氏體分解 ? 200300℃ 時 , 由于馬氏體分解，奧氏體所受的壓力下降 , Ms 上升， A’ 分解 為 ? 碳化物 和過飽和鐵素體，即 M回 。 ? 450℃ 以上鐵素體發(fā)生多邊形化，由針片狀變?yōu)槎噙呅?. ? 這種在多邊形鐵素體基體上分布著顆 粒狀 Fe3C的組織稱 回火索氏體 ，用 S回 表示。 ? 大于 300℃ ,由于Fe3C粗化，馬氏體轉變?yōu)殍F素體 ,硬度直線下降。 是指淬火鋼在 250350℃ 回火時出現(xiàn)的脆性。 是指淬火鋼在 500650℃ 范圍內回火后緩冷時出現(xiàn)的脆性 . 回火后快冷不出現(xiàn)，是可逆的。 四、回火種類 ? 根據(jù)鋼的回火溫度范圍，可將回火分為三類。 應用 獲得良好的綜合力學性能， 即在保持較高的強度同時，具有良好的塑性和韌性。 ? ② 心部在保持一定的強度、硬度的條件下，具有足夠的塑性和韌性。 ? 含碳量過低，則表面硬度、耐磨性下降 。 ? ⑵ 目的 : ? ① 為表面淬火作組織準備； ? ② 獲得最終心部組織。 感應加熱表面淬火 感應淬火機床 感應加熱表面淬火示意圖 ? 表面淬火常用加熱方法 ? ⑴ 感應加熱 : 利用交變電流在工件表面感應巨大渦流，使工件表面迅速加熱的方法。 ? ⑶ 激光熱處理 : 利用高能量密度的激光對工件表面進行加熱的方法。 ? 化學熱處理也是獲得表硬里韌性能的方法之一。 ? 原子向內部擴散。 碳高則心部韌性降低。 ? ⑵ 固體滲碳法 ? 將工件埋入滲劑中，裝箱密封后在高溫下加熱滲碳。 ? 優(yōu)點 : 表面質量好 , 滲碳速度快。 ? 滲碳緩冷后組織：表層為 P+網狀Fe3CⅡ 。 淬火方法有： ? ⑴ 預冷淬火法 ? 滲碳后預冷到略高于 Ar1溫度直接淬火。 此時組織為： ? 表層： M回 +顆粒狀碳化物 +A’(少量 ) ? 心部： M回 +F（淬透時） 滲碳淬火后的表層組織 M+F 三、 鋼的氮化 ? 氮化是指向鋼的表面滲入氮原子的過程。 ? 常用氮化方法 ? 氣體氮化法與離子氮化法。 離子氮化爐 ? 氮化的特點及應用 ? ⑴ 氮化件表面硬度高（ HV10002022），耐磨性高。 原因是氮化溫度低，氮化后不需進行熱處理。 ? 用于耐磨性、精度要求高的零件及耐熱、耐磨及耐蝕件。 ? 利用熱噴涂技術可改善材料的耐磨性、耐蝕性、耐熱性及絕緣性等。 ? 熱噴涂方法 ? 常用的熱噴涂方法有： ? ① 火焰噴涂 : 多用氧 乙炔火焰作為熱源。 ? 根據(jù)沉積過程的原理不同，氣相沉積技術可分為 物理氣相沉積(PVD) 和 化學氣相沉積 (CVD)兩大類。 真空蒸鍍 TiN活塞環(huán) 真空蒸鍍Al膜的塑料制品 ? 濺射鍍 是在真空下通過輝光放電來電離氬氣，氬離子在電場作用下加速轟擊陰極，濺射下來的粒子沉積到工件表面成膜的方法。 ? 化學氣相沉積 (CVD) ? 化學氣相沉積是指在一定溫度下，混合氣體與基體 CVD設備 表面相互作用而在基體表面形成金屬或化合物薄膜的方法。 激光束加工 電子束加工 等離子束加工 進行快速加熱和快速冷卻，使表層的結構和成分發(fā)生大幅度改變 （如形成微晶、納米晶、非晶、亞穩(wěn)成分固溶體和化合物等） ，從而獲得所需要的特殊性能。 ? 激光表面改性技術主要應用于以下幾方面 : CO2激光器 ? ⑴ 激光表面淬火 （激光相變硬化） ? 激光表面淬火件硬度高（比普通淬火高 15~20%）、耐磨、耐疲勞，變形極小，表面光亮。 激光合金化熱剪斷刀 ? 電子束表面改性技術是以在電場中高速移動的電子作為載能體 ,電子束的能量密度最高可達 109W/cm2。 ? ②設備投資較低，操作較方便 （無需象激光束處理那樣在處理之前進行“黑化”）。 離子注入機 ? 通過離子注入可提高材料的耐磨性、耐蝕性、抗疲勞性、抗氧化性及電、光等特性。 3）、 加熱溫度和保溫時間的影響 ：加熱溫度升高、保溫時間延長，C曲線右移。 3）、繪出沿截面硬度分布曲線（圖 543）。 C） ；