【正文】 體用符號 B表示。 ? 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(shí)間 : 加熱溫度高 、 保溫時(shí)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(xì) . ? 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。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(diǎn)以上加熱，目的是獲得均勻的奧氏體組織，稱 奧氏體化 。 第一節(jié) 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(shí)間坐標(biāo)繪出 熱處理工藝曲線 。 ? 第二步 奧氏體晶核長大： ? 晶核通過碳原子的擴(kuò)散向? 和 Fe3C方向長大。 ? 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。 光鏡下 電鏡下 ? ⑵ 下貝氏體 ? 形成溫度為 350℃ Ms。 ? 當(dāng)＜ %C時(shí)， c/a=1，此時(shí)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。 馬氏體硬度、韌性與含碳量的關(guān)系 C% ? 馬氏體強(qiáng)化的主要原因是過飽和碳引起的固溶強(qiáng)化。 ㈠ 過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖 (TimeTemperatureTransformation diagram) ? C曲線的建立 ? 以共析鋼為例： ? ⑴ 取一批小試樣并進(jìn)行奧氏體化 . ? ⑵ 將試樣分組淬入低于 A1 點(diǎn)的不同溫度的鹽浴中 ,隔一定時(shí)間取一試樣淬入水中。 ? 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。 適合加工的硬度為170250HB。 ? 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℃ 。 ? 單液淬火法 ? 加熱工件在一種介質(zhì)中連續(xù)冷卻到室溫的淬火方法。 ? 淬透性與工件尺寸、冷卻介質(zhì)無關(guān)。 ? 淬硬層深度與工件尺寸有關(guān) ,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意尺寸效應(yīng)。 ? ? %C 時(shí)，不析出碳化物。 ? 回火時(shí)應(yīng)避開這一溫度范圍。即 表硬里韌 。 ? 表面淬火 +低溫回火后的組織 ? 由表及里的組織為 M回 、 M回 +P型 、 P型 。 ? 優(yōu)點(diǎn) : 表面質(zhì)量好 , 滲碳速度快。 此時(shí)組織為： ? 表層： M回 +顆粒狀碳化物 +A’(少量 ) ? 心部：板條馬氏體 滲碳淬火后的表層組織 M+F 滲碳缺陷 ? 黑色組織： P123 ? 反常組織 ? 網(wǎng)狀 ? 深度不均勻 ? 脫碳或貧碳 ? 腐蝕與氧化 三、 鋼的氮化 ? 氮化是指向鋼的表面滲入氮原子的過程。 ? 用于耐磨性、精度要求高的零件及耐熱、耐磨及耐蝕件。 原因是氮化溫度低，氮化后不需進(jìn)行熱處理。 淬火方法有： ? ⑴ 預(yù)冷淬火法 ? 滲碳后預(yù)冷到略高于 Ar1溫度直接淬火。 經(jīng)滲碳的機(jī)車從動(dòng)齒輪 ? 滲碳方法 ? ⑴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。 ? 前者性能高，用于要求高的重要件，后者用于要求不高的普通件。 在保留高硬度、高耐磨性的同時(shí)，降低內(nèi)應(yīng)力 。 ? 在某些溫度范圍內(nèi)回火時(shí)，會出現(xiàn)沖擊韌性下降的現(xiàn)象，稱 回火脆性 。 網(wǎng)帶式回火電爐 ? ㈠ 回火時(shí)組織轉(zhuǎn)變 ? 馬氏體的分解 ? ?100℃ 回火時(shí)，鋼的組織無變化。可按下圖箭頭所示程序進(jìn)行選材分析 . ? 3）、利用淬透性可控制淬硬層深度。其大小是用規(guī)定條件下淬硬層深度來表示。 有物態(tài)變化淬火介質(zhì)中冷卻分三個(gè)階段！ 常用淬火介質(zhì)是水和油 . ? 水的冷卻能力強(qiáng)，但低溫卻能力太大，只使用于形狀簡單的碳鋼件。 正火溫度 正火 ? 正火的目的 ? ⑴ 對于低、中碳鋼 (≤%) ，目的與退火的相同。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) 鋼的退火與正火 ? 機(jī)械零件的一般加工工藝為： 毛坯（鑄、鍛） → 預(yù) 備熱處理 → 機(jī)加工 →最終熱處理。從而使奧氏體穩(wěn)定性增加。 ? Ms、 Mf 與冷速無關(guān)， 主要取決于奧氏體中的合金元素含量（包括碳含量） 。 ? 馬氏體的硬度主要取決于其含碳量。 ? 馬氏體轉(zhuǎn)變是強(qiáng)化鋼的重要途徑之一。 ? 珠光體轉(zhuǎn)變是擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。 ? 加熱時(shí)奧氏體晶粒的長大傾向稱 本質(zhì)晶粒度 。 ? 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(shí)測得的 . ? 臨界溫度與實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度 ? 鐵碳相圖中 PSK、 GS、 ES線分別用 A A Acm表示 . ? 實(shí)際加熱或冷卻時(shí)存在著過冷或過熱現(xiàn)象，因此將 第二節(jié) 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變 ? 加熱是熱處理的第一道工序。 ? 在機(jī)床制造中 約 6070%的零件要經(jīng)過熱處理。 ? 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。因此加熱得到細(xì)而均勻的奧氏體晶粒是熱處理的關(guān)鍵問題之一。 ? 在光鏡下呈 竹葉狀。 ? ⑴ 板條馬氏體 ? 立體形態(tài)為細(xì)長的扁棒狀 ? 在光鏡下板條馬氏體為一束束的細(xì)條組織。此外，馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的組織細(xì)化也有強(qiáng)化作用。 ? ⑶ 測定每個(gè)試樣的轉(zhuǎn)變量，確定各溫度下轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變時(shí)間的關(guān)系。 Cr對 C曲線的影響 ? ② 合金元素的影響 ? 除 Co 外 , 凡溶入奧氏體的合金元素都使 C 曲線右移。 ? ⑵ 消除內(nèi)應(yīng)力， 防止加工中變形。 ? 預(yù)備熱處理組織為 退火或正火組織 。 ? 操作簡單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 它只用于不同 材料之間的比較，是通過尺寸、冷卻介質(zhì)相同時(shí)的淬硬層深度來確定的。 高強(qiáng)螺栓 柴油機(jī)連桿 齒輪 五、淬火應(yīng)力、變形和開裂 ? 淬火時(shí)鋼件的內(nèi)應(yīng)力及影響因素 P51 ? 淬火時(shí)鋼件的變形及影響因素 P53 ? 淬火時(shí)鋼件的裂縫及影響因素 P55 第六節(jié) 淬火工藝的編制 ? 加熱方式 ? 加熱溫度 ? 加熱時(shí)間 ? 冷卻介質(zhì) ? 冷卻方式 ? 淬火 CAE 第七節(jié) 鋼的回火 ? 回火 是指將淬火鋼加熱到 A1以下的某溫度保溫后冷卻的工藝。只發(fā)生碳在位錯(cuò)附近的偏聚。 ? 第二類回火脆性 ? 又稱 可逆回火脆性 。 ? 適用于 承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦和沖擊的零件。 感應(yīng)加熱表面淬火 感應(yīng)淬火機(jī)床 第九節(jié) 鋼的化學(xué)熱處理 ? 化學(xué)熱處理 是將工件臵于一定介質(zhì)中加熱保溫，使 介質(zhì)中活性原子滲入工件表層從而改變工件表層化學(xué)成分和組織 ,進(jìn)而改變其性能的熱處理工藝。 ? 缺點(diǎn)：勞動(dòng)條件差（有毒）。 ? 氮化用鋼 井式氣體氮化爐 ? 為含 Cr、 Mo、 Al、 Ti、 V的中碳鋼。如儀表的小軸、輕載齒輪及重要的曲軸等。 氮化層組織 38CrMoAl氮化層硬度 ? ⑶ 工件變形小。 ? 滲碳后的熱處理 ? 淬火 +低溫回火 , 回火溫度為 160180℃ 。 碳高則心部韌性降低。 機(jī)床導(dǎo)軌 表面淬火齒輪 ? 預(yù)備熱處理 ? ⑴ 工藝： ? 對于結(jié)構(gòu)鋼為 調(diào)質(zhì) 或 正火 。 提高 ?e及 ?s，同時(shí)使工件具有一定韌性 。 三、回火脆性 ? 淬火鋼的韌性并不總是隨溫度升高而提高。 隨加熱溫度升高，淬火鋼的組織發(fā)生四個(gè)階段變化。 如 要求厚60mm汽車轉(zhuǎn)向節(jié)淬火后表面硬度超過 HRC50，1/4半徑處為 HRC45。 淬透性的概念 M量和硬度隨深度的變化 ? 淬透性 是指鋼在淬火時(shí)獲得淬硬層深度的能力。 鋼坯加熱 二、淬火介質(zhì) ? 理想的冷卻曲線應(yīng)只在 C曲線鼻尖處快冷，而在 Ms附近盡量緩冷，