【正文】 鋼的淬火 3. 淬火介質(zhì) 鹽浴 （ 1） 單液淬火 指將加熱工件放入一種淬火介質(zhì)中冷卻至室溫的操作方法 。 3 退火的種類 3）球化退火 將過共析鋼加熱到 Ac1 +（ 30~50） ℃ ， 保溫 ，使片狀滲碳體轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙罨蝾w粒狀珠光體的熱處理工藝 。 防止方法： 避免在脆化溫度范圍內(nèi)回火；加熱重新淬火 3. 淬火鋼回火后的力學(xué)性能 回火脆性 防止方法： 重新回火 ， 回火后快速冷卻 ， 可避免回火脆性發(fā)生；另外 ，在 鋼 中 加 入 W（ ~1%） 、 Mo（ ~%） 等合金元素 ， 可有效地抑制這類回火脆性的產(chǎn)生 。 2） 下貝氏體中鐵素體細小 ， 分布均勻 ， 在鐵素體內(nèi)又析出細小彌散的化合物 ， 加之鐵素體內(nèi)含有過飽和碳和高密度位錯 ， 所以下貝氏體不但強度高 ， 而且韌性也好 。 馬氏體形成以后 ， 由于一般鋼的 Ms點都在室溫以上 ，因此淬火過程中及在室溫停留時 ， 或在外力作用下 ， 都會發(fā)生自發(fā)回火 ， 即碳原子和合金元素原子向位錯及其他晶體缺陷處擴散偏聚 ， 或碳化物彌散析出 ， 釘扎位錯 ， 造成強化 。 許多相互平行的板條組成一個板條束 ，一個奧氏體晶粒內(nèi)有幾個板條束 。 屈氏體 —— 片間距約為 80~30nm， 形成于600~550℃ 范圍內(nèi) ， 在光學(xué)顯微鏡下已經(jīng)很難分辨出鐵素體和滲碳體層片狀組織 。 孕育期 —— 在 A1溫度以下，過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始線與縱坐標之間的水平距離稱為過冷奧氏體在該溫度下的孕育期，其長短表示過冷奧氏體穩(wěn)定性的高低。 一般起始晶粒比較細小 ， 它取決于形核率 N和長大速度 G： n0=(N/G)1/2 鋼在某一具體的熱處理或熱加工條件下獲得的奧氏體實際晶粒大小。 本質(zhì)晶粒度表示鋼在一定條件下A晶粒長大傾向性 。 45? T10 3）影響 TTT曲線的因素 b． 合金元素的影響 一般除 Co、 Al外 ， 所有合金元素溶入 A中都使 C曲線右移 ， 過冷 A穩(wěn)定性增加 ， 并使 Ms點降低 。 2） 在成分相同的條件下 ， 粒狀珠光體比片狀珠光體硬度稍低 ， 但塑性較好 。 片狀馬氏體內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶，其中脊背就是高密度的微細孿晶區(qū)。 ? 奧氏體必須深度過冷（溫度低于 Ms點） 。 鋼的組織由有一定過飽和的固溶體和與其保持共格關(guān)系的 ?碳化物組成 ， 這種組織稱為回火馬氏體 （ M39。 鋼的淬硬性取決于 馬氏體含碳量 和 殘余奧氏體數(shù)量 。 鋼的退火和正火 3 退火的種類 彈殼生產(chǎn)過程中的退火 鋼的退火和正火 退火 退火 局部退火 6） 去應(yīng)力退火 為了去除工件塑性變形加工 、 切削加工或焊接造成的內(nèi)應(yīng)力及鑄件內(nèi)存在的殘余應(yīng)力而進行的退火 。 ?適用于尺寸較小、形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的工具和重要的機器零件，如模具、刀具、齒輪等。 鋼的淬火 3. 淬火介質(zhì) 水 是經(jīng)濟且冷卻能力較強的淬火介質(zhì) ， 但水的缺點是在 650~550℃ 范圍內(nèi)冷卻能力不夠強 ，而在 300~200℃ 范圍內(nèi)冷卻又不夠緩慢 。 鋼件經(jīng)鑄造或鍛造等熱加工后 ， 硬度經(jīng)常偏高或偏低 ， 而且不均勻 ， 嚴重影響切削加工 ， 而適當(dāng)退火或正火后可使鋼件硬度調(diào)整到 ， 且比較均勻 ， 從而改善切削加工性能； 2 退火和正火的目的 3)細化晶粒 ， 改善組織 ， 提高力學(xué)性能； 4)為最終熱處理（淬火 +回火）作好組織上的準備。 鋼的回火轉(zhuǎn)變及時效 1） 馬氏體中碳的偏聚 2 回 火 轉(zhuǎn)變 過程及組織 2） 馬氏體分解 3） 殘余奧氏體 （ Ar） 轉(zhuǎn)變 4） 碳化物轉(zhuǎn)變 5） 滲碳體聚集長大及 ?相回復(fù) 、 再結(jié)晶 鋼的回火轉(zhuǎn)變及時效 回火馬氏體 回火屈氏體 回火索氏體 2. 回火轉(zhuǎn)變過程及組織 鋼的回火轉(zhuǎn)變及時效 1）強度和硬度 隨回火溫度的升高，鋼的強度和硬度下降 2）塑性和韌性 隨回火溫度的升高，鋼的塑性和韌性提高 3. 淬火鋼回火后的力學(xué)性能 鋼的回火轉(zhuǎn)變及時效 二次硬化現(xiàn)象 在含有較多碳化物形成元素的合金鋼中 ， 在 500℃ 回火時滲碳體溶解 ， 形成細小 、 彌散分布的合金碳化物 。 鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變 1. 貝氏體轉(zhuǎn)變條件 ?溫度范圍： 550～ 230℃ （ Ms） ?轉(zhuǎn)變特征：半擴散型轉(zhuǎn)變 ?轉(zhuǎn)變過程：分步進行 ε 1. 貝氏體轉(zhuǎn)變條件 C從 F中析出 切變 A(fcc) F(bcc) 550～ 350℃ 上貝氏體 B上 350～ 230℃ 下貝氏體 B下 1） 上貝氏體 中高碳鋼大約在 550350℃ 之間形成上貝氏體 ， 特點是鐵素體呈大致平行的條束狀 ， 自奧氏體晶界一側(cè)或兩側(cè)向 A晶界內(nèi)伸展 ， 滲碳體分布于鐵素體條之間 ， 在光學(xué)顯微鏡下觀察呈羽毛狀 。 3. 馬氏體的晶體結(jié)構(gòu) 鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變 1）馬氏體的硬度和強度 高硬度和高強度是馬氏體的顯著特點。 這種轉(zhuǎn)變屬于低溫轉(zhuǎn)變 ， 轉(zhuǎn)變產(chǎn)物馬氏體 （ M） 為 碳在 ?Fe中的過飽和間隙式固溶體 ， 具有很高的強度和硬度 。 Vk—— 表示過冷奧氏體在連續(xù)冷卻過程中不發(fā)生分解 ，全部冷至 Ms以下發(fā)生 M轉(zhuǎn)變的最小冷卻速度 ， 稱為上臨界冷卻速度或臨界淬火速度 。 合金元素的影響： 鋼種加入適量的形成難熔化合物的元素 ， 如Ti、 Zr、 V、 Al、 Nb、 Ta 等 ， 可強烈阻止 A晶粒長大 ， 使 A晶粒粗化溫度提高 。第 5章 鋼的熱處理與馬氏體相變強化 《 機械工程材料 》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院 86402710 熱處理定義 鋼的熱處理是將鋼在固態(tài)下加熱到預(yù)定溫度 ， 保溫一定時間 ， 然后以預(yù)定