【文章內(nèi)容簡介】 變產(chǎn)物的組織與性能貝氏體型 ( B ) 轉(zhuǎn)變 ( 550～ 230℃ ) :216。350～ 230℃ : B下 。 50～ 60HRC。B下 =過飽和碳 αFe針葉狀 + Fe3C細(xì)片狀過飽和碳 αFe針葉狀 Fe3C細(xì)片狀針葉狀轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能馬氏體型 ( M ) 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變特點(diǎn) :216。在一個溫度范圍內(nèi)連續(xù)冷卻完成 。216。轉(zhuǎn)變速度極快 ,即瞬間形核與長大 。216。無擴(kuò)散轉(zhuǎn)變 ( Fe、 C原子均不擴(kuò)散 ), M與原 A的成分相同 ,造成晶格畸變。216。轉(zhuǎn)變不完全性 , QM = f ( T )3馬氏體的晶體結(jié)構(gòu) : 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(qiáng)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(zhuǎn)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(yīng)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(yù)備熱處理 機(jī)械加工 最終熱處理 機(jī)械精加工預(yù)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(dāng)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(yīng)力 。216。降低硬度，以改變切削性能 。216。細(xì)化晶粒，均勻成分，為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。 3) 種類退火重結(jié)晶退 火低溫退火完全退火擴(kuò)散退火球化退火再結(jié)晶退火去應(yīng)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(kuò)散退火AC1以下再結(jié)晶退火去應(yīng)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(yīng)力 。216。調(diào)整硬度 。216。細(xì)化晶粒，均勻成分，為最終熱處理作好組織準(zhǔn)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(yīng)用范圍 : :調(diào)整低、中碳鋼的硬 度 。消除過共析鋼中的 Fe3CⅡ （網(wǎng)狀）。 :用于力學(xué)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(zhì)1理想淬火冷卻介質(zhì)時間 (s)300102 103 1041010800100100200500600700溫度(℃ )0400A1MsMf2常用的淬火冷卻介質(zhì) 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(jī)油 430 230 60 6580℃ 10號機(jī)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(dá)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(guān)系3淬硬性與淬透性之間的關(guān)系 :淬透性淬硬性鋼 種小低碳素結(jié)構(gòu)鋼 ( 20 )小高碳素工具鋼 ( T10A ) 大低低碳合金結(jié)構(gòu)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(xué)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(yīng)力 ,降低脆性 。216。穩(wěn)定工件尺寸 。216。調(diào)整淬火零件的力學(xué)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(diào)質(zhì)件S回 =F多 +Fe3C球500～ 650高溫回火高合金鋼P(yáng)回 =F多 +Fe3C粒650～ A1高溫軟化3) 工藝參數(shù)淬火 + 高溫回火 = 調(diào)質(zhì)處理用途組 織溫度 (℃ )名 稱淬火 + 高溫回火 = 調(diào)質(zhì)處理1) 定義 :是一種不改變鋼表層化學(xué)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(yīng)加熱 ( 高、中、工頻 )、 火 焰加熱 、電接觸加熱法等。1感應(yīng)加熱表面淬火1)感應(yīng)加熱的基本原理 :* 感應(yīng)電流 渦流* 集膚效應(yīng)*淬火層深度 (δ)與 電 流 頻 率 ( f )的關(guān)系 : δ = 500 / √ f （ mm）高頻感應(yīng)加熱（ 100～ 1000kHz）： 中頻感應(yīng)加熱（ ～ 10kHz） :28mm工頻感應(yīng)加熱（ 50Hz） :1015mm感應(yīng)加熱表面淬火示意圖集膚效應(yīng)示意圖2)工藝要求 : * 表面淬火前 ,必須對零件進(jìn)行 正火 或 調(diào)質(zhì)處理 ,以保證零件有良好的 基體。 * 表面淬火后 ,必須對零件進(jìn)行 低溫 回火 處理 ,以降低淬火應(yīng)力和脆性。3)生產(chǎn)特點(diǎn) : 淬火件的質(zhì)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(shè)備投資大 ,不適 于復(fù)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(diǎn) :*設(shè)備簡單 , 操作方便 , 成本低。*淬火質(zhì)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(jìn)一步消除內(nèi)應(yīng)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(xué)介質(zhì) 中 , 通過加熱、保溫 ,使介質(zhì) 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(xué)成分和組織的熱處理工藝。 2) 化學(xué)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(kuò)散 : 活性原子由零件表面向內(nèi)部擴(kuò) 散 , 形成一定的擴(kuò)散層。1分解 : 化學(xué)介質(zhì)在高溫下釋放出待滲 的活性原子。 2CO CO2 +〔 C〕3) 化學(xué)熱處理進(jìn)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(kuò)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