【文章內容簡介】 變產(chǎn)物的組織與性能貝氏體型 ( B ) 轉變 ( 550～ 230℃ ) :216。350～ 230℃ : B下 。 50～ 60HRC。B下 =過飽和碳 αFe針葉狀 + Fe3C細片狀過飽和碳 αFe針葉狀 Fe3C細片狀針葉狀轉變產(chǎn)物的組織與性能馬氏體型 ( M ) 轉變 ( 230～ 50℃ ) :1定義 :馬氏體是一種碳在 α – Fe中的 過飽 和固溶體。2轉變特點 :216。在一個溫度范圍內連續(xù)冷卻完成 。216。轉變速度極快 ,即瞬間形核與長大 。216。無擴散轉變 ( Fe、 C原子均不擴散 ), M與原 A的成分相同 ,造成晶格畸變。216。轉變不完全性 , QM = f ( T )3馬氏體的晶體結構 : 由于碳的過飽和作 用 ,使 α – Fe晶格由 體心立方 變 成體心正方晶格。4馬氏體的組織形態(tài) :216。板條狀 低碳馬氏體 (＜ %C )。 30～ 50HRC 。 δ = 9～ 17% 。4馬氏體的組織形態(tài) :216。針、片狀 高碳馬氏體 (＞ 1%C)。 66HRC左右 。 δ ≈ 1% 。5馬氏體的性能 :主要取決于馬氏體中的碳濃度。馬氏體的碳濃度 Wc ? 10050704060203010 硬度 ( HRC ) 2023抗拉強度σb ( Mpa ) 1800 1400 1000 600 200 亞共析鋼的 TTT曲線 FA P + FS + FTBM + A殘A3時間 (s)300102 103 1041010800100100200500600700溫度(℃ )0400A1MsMf 過共析鋼的 TTT曲線P + Fe3CⅡS + Fe3CⅡ TBM + A殘 Fe3CⅡAACM時間 (s)300102 103 1041010800100100200500600700溫度(℃ )0400A1MsMf影響 TTT 曲線形狀位置的因素1奧氏體中含碳量的影響 :過共析鋼共析 鋼亞共析鋼時間溫度A12奧氏體中含合金元素的影響 :除 Co、 Al (＞ % ) 外 ,所有合金元 素溶入奧氏體中 ,會引起 : 向右移向下移MsA1 A1Ms含 Cr合金鋼3加熱溫度和保溫時間的影響 : 加熱溫度越高 , 保溫時間越長 , 碳化物溶解充分 , 奧氏體成分均勻 , 提高了過冷奧氏體的穩(wěn)定性 , 從而 使 TTT曲線向右移。3)過冷奧氏體的 連續(xù)冷卻 轉變Vk共析碳鋼 CCT 曲線建立過程示意圖時間 ( lg τ )溫度℃ A1PfPsA+PKMsMf水冷 油冷 Vk1爐冷空冷共析碳鋼 TTT 曲線與 CCT曲線的比較穩(wěn)定的奧氏體區(qū)時間 (s)300102 103 1041010800100100200500600700溫度(℃ )0400A1MsMfCCT曲線TTT曲線穩(wěn)定的奧氏體區(qū)時間 (s)300102 103 1041010800100100200500600700溫度(℃ )0400A1MsMf在連續(xù)冷卻過程中 TTT 曲線的應用V1V2Vk V3V4V1 = ℃ /s :爐冷 。 PV2 = 20℃ /s :空冷 。 SV3 = 33℃ /s :油冷 。T+M+A殘V4 ≥ 138℃ /s :水冷 。 M+A殘毛坯生產(chǎn) 預備熱處理 機械加工 最終熱處理 機械精加工預備熱處理 : 退火 。 正火最終熱處理 : 淬火 。 回火一般零件生產(chǎn)的工藝路線 :（ 1）鋼的退火1)定義 : 把零件加溫到適當溫度 ,保溫一段時間 ,然后 緩慢冷卻 （ 隨爐冷卻） 。 2)目的 : 216。消除應力 。216。降低硬度，以改變切削性能 。216。細化晶粒，均勻成分，為最終熱處理作好組織準備。 3) 種類退火重結晶退 火低溫退火完全退火擴散退火球化退火再結晶退火去應力退火普通退火等溫退火普通球化 退 火等溫球化 退 火不完全退火等溫退火4) 工藝參數(shù) (P4647):溫 度 ( 176。C )名 稱Ac3 + 30～ 50完全退火AC1～ AC3（ Acm）不完全退火Ac3 或 AC1以上等溫退火Ac1 + 30～ 50球化退火Ac3 、 ACCm+ 150～ 250擴散退火AC1以下再結晶退火去應力退火 500～ 600(2)鋼的正火1)定義 : 把零件加溫到臨界溫度 (Ac3或 Acm)以上 30～ 50℃ ,保溫一段時間 ,然后 在空氣中冷卻 。把零件加熱到 Ac3線以上 100～ 1500C的正火稱為高溫正火。2)目的 : 216。消除應力 。216。調整硬度 。216。細化晶粒，均勻成分，為最終熱處理作好組織準備。216。常用于 消除過析鋼中網(wǎng)狀滲碳體 3) 工藝參數(shù) :溫 度 ( 176。C )名 稱Ac3 + 30～ 50亞共析鋼Ac1 + 30～ 50共析鋼Accm + 30～ 50過共析鋼4)熱處理后的組織 :S (Wc=～ %) S+F (Wc＜ %)5) 應用范圍 : :調整低、中碳鋼的硬 度 。消除過共析鋼中的 Fe3CⅡ （網(wǎng)狀）。 :用于力學性能要求不 高的普通零件。（ 3）鋼的淬火1)定義 : 把零件加溫到臨界溫度以上 30 ～ 50℃ ,保溫一段時間 ,然 后 快速冷卻 ( 水冷 )。 2)目的 : 為了獲得馬氏體組織 ,提高鋼 的硬度和耐磨性。 3) 工藝參數(shù) :溫 度 ( 176。C )名 稱Ac3 + 30～ 50亞共析鋼Ac1 + 30～ 50共析鋼Ac1 + 30～ 50過共析鋼3)工藝參數(shù) :4)熱處理后的組織 : M+Fe3C+A殘 Ac1+30～ 50過共析鋼 M + A殘 Ac1+30～ 50 共析鋼 M + A殘 Ac3+30～ 50亞共析鋼Wc＞ % M Ac3+30～ 50亞共析鋼Wc≤% 最終組織淬火溫度 (℃ ) 鋼種6) 淬火冷卻介質1理想淬火冷卻介質時間 (s)300102 103 1041010800100100200500600700溫度(℃ )0400A1MsMf2常用的淬火冷卻介質 名 稱 最大冷卻速度時 平均冷卻速度 /(℃ ?s1)所在溫度 / ℃冷卻速度 /( ℃ ? s1)650～ 550 ℃300～ 200 ℃20℃ 靜止水 340 775 135 45040℃ 靜止水 285 545 110 41060℃ 靜止水 220 275 80 18510%NaCl 溶液 580 2023 1900 100010%NaOH 溶液 560 2830 2750 77520℃ 10號機油 430 230 60 6580℃ 10號機油 430 230 70 5520℃ 3號錠子油 500 120 100 507) 常用的淬火方法單液淬火 雙液淬火 分級淬火 等溫淬火時間溫度MsA18) 鋼的淬硬性 ( Hardening of steel )1定義 :是指鋼在淬火后所能達到的最 高硬度。2影響鋼的淬硬性的因素 :主要取決于 馬氏體的含碳量 。9) 鋼的淬透性 ( Hardenability of steel )1定義 :是指鋼在淬火時所能得到的 淬 硬層 (馬氏體組織占 50% 處 ) 的 深度。2影響鋼的淬透性的因素 :主要是 臨界 淬火冷卻速度 VK 的大小 , VK 越 大 ,鋼的淬透性越小。工件淬硬層與冷卻速度的關系3淬硬性與淬透性之間的關系 :淬透性淬硬性鋼 種小低碳素結構鋼 ( 20 )小高碳素工具鋼 ( T10A ) 大低低碳合金結構鋼( 18Cr2Ni4WA )大高高碳高合金工具鋼( Cr12MoV )4淬透性的大小對鋼的熱處理后的力學性能的影響未淬透鋼淬透鋼(4) 鋼的回火1)定義 : 把淬火后的零件重新加溫到 Ac1線以下某個溫度 ,保溫一段時間 ,然后冷卻（一般空冷，也水冷或油冷）到室溫。2)目的 : 216。消除淬火應力 ,降低脆性 。216。穩(wěn)定工件尺寸 。216。調整淬火零件的力學性能。 耐磨件M回 =%C+ε150～ 250低溫回火彈簧等T回 =F針 +Fe3C粒350～ 500中溫回火調質件S回 =F多 +Fe3C球500～ 650高溫回火高合金鋼P回 =F多 +Fe3C粒650～ A1高溫軟化3) 工藝參數(shù)淬火 + 高溫回火 = 調質處理用途組 織溫度 (℃ )名 稱淬火 + 高溫回火 = 調質處理1) 定義 :是一種不改變鋼表層化學成 分 ,但改變表層組織的 局部熱 處理工藝 。2) 工藝特征 :通過快速加熱使鋼的表 層奧氏體化 ,然后急冷 ,使表層 形成馬氏體組織 ,而心部仍保 持不變。 3)表面淬火用鋼 : 選用 中碳或中碳低合金鋼 。 4 40Cr、 40MnB等。4)表面淬火加工的方法 : 感應加熱 ( 高、中、工頻 )、 火 焰加熱 、電接觸加熱法等。1感應加熱表面淬火1)感應加熱的基本原理 :* 感應電流 渦流* 集膚效應*淬火層深度 (δ)與 電 流 頻 率 ( f )的關系 : δ = 500 / √ f （ mm）高頻感應加熱（ 100～ 1000kHz）： 中頻感應加熱（ ～ 10kHz） :28mm工頻感應加熱（ 50Hz） :1015mm感應加熱表面淬火示意圖集膚效應示意圖2)工藝要求 : * 表面淬火前 ,必須對零件進行 正火 或 調質處理 ,以保證零件有良好的 基體。 * 表面淬火后 ,必須對零件進行 低溫 回火 處理 ,以降低淬火應力和脆性。3)生產(chǎn)特點 : 淬火件的質量好 。 工件變 形小 。不易氧化及脫碳 。淬火層容易 控制 。生產(chǎn)率高。設備投資大 ,不適 于復雜形狀零件和小批量生產(chǎn)。2火焰加熱表面淬火1)火焰加熱表面淬火的基本方法2)火焰加熱表面淬火的特點 :*設備簡單 , 操作方便 , 成本低。*淬火質量不穩(wěn)定。*適于單件、小批量及大型零件的生產(chǎn)。時效處理目的：進一步消除內應力，穩(wěn)定工件尺寸。方法：高溫時效、低溫時效，自然時效 ( Chemical Heat Treatment )1)定義 :將零件置于一定的化學介質 中 , 通過加熱、保溫 ,使介質 中一種或幾種元素原子滲入 工件表層 ,以改變鋼表層的化 學成分和組織的熱處理工藝。 2) 化學熱處理的基本過程 :2吸收 : 活性原子被零件表面吸收和溶 解。3擴散 : 活性原子由零件表面向內部擴 散 , 形成一定的擴散層。1分解 : 化學介質在高溫下釋放出待滲 的活性原子。 2CO CO2 +〔 C〕3) 化學熱處理進行的條件 :1 滲入元素的 原子必須是活性原子 , 而 且 具有較大的擴散能力 。2零件本身 具有吸收滲入原子的能力 , 即對滲入原子有一定的 溶解度 或能 與之 化合 , 形成 化合物 。4