【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 TT曲線相比， 共析鋼的 CCT曲線稍靠右靠下一點(diǎn)，表明連續(xù)冷卻時(shí)，奧氏體完成珠光體轉(zhuǎn)變的溫度較低，時(shí)間更長(zhǎng)。共析鋼過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變組織　(2)馬氏體轉(zhuǎn)變特點(diǎn) 　　 過冷 A轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體是低溫轉(zhuǎn)變過程 ,轉(zhuǎn)變溫度在 Ms～ Mf之間 ,該溫區(qū)稱馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)?！?① 過冷 A轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體是一種非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變 鐵和碳原子都不能進(jìn)行擴(kuò)散。鐵原子沿奧氏體一定晶面 ,集體地 (不改變相互位置關(guān)系 )作一定距離的移動(dòng) (不超過一個(gè)原子間距 )， 使面心立方晶格改組為體心正方晶格，碳原子原地不動(dòng)，過飽和地留在新組成的晶胞中；增大了其正方度c/a　　　馬氏體就是碳在 αFe中的過飽和固溶體?！　∵^飽和碳使 αFe的晶格發(fā)生很大畸變，產(chǎn)生很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化。 　　　 ② 馬氏體的形成速度很快 　　　奧氏體冷卻到 Ms點(diǎn)以下后，無孕育期， 瞬時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。隨著溫度下降，過冷奧氏體不斷轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，是一個(gè)連續(xù)冷卻的轉(zhuǎn)變過程?！　?③ 馬氏體轉(zhuǎn)變是不徹底的 　　　總要?dú)埩羯倭繆W氏體 。殘余奧氏體的含量與 MS、 Mf的位置有關(guān)。奧氏體中的碳含量越高，則 MS、 Mf越低，殘余 A含量越高。只在碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)少于 %時(shí) ,殘余 A可忽略?！　　　?④ 馬氏體形成時(shí)體積膨脹 　　　 體積膨脹在鋼 中造成很大的內(nèi)應(yīng)力 ,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致開裂?！W氏體碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)殘余奧氏體含量的影響　　　 (3)馬氏體的形態(tài)與性能　 ① 馬氏體形態(tài)　　　　　　　　 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) 在 %以下時(shí)，基本上是 板條馬氏體 （亦稱低碳馬氏體），板條馬氏體在顯微鏡下為一束束平行排列的細(xì)板條。在高倍透射電鏡下可看到板條馬氏體內(nèi)有大量位錯(cuò)纏結(jié)的亞結(jié)構(gòu)，所以也稱位錯(cuò)馬氏體?！　　　　　?當(dāng) 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) 大于 %時(shí)，則大多數(shù)是針狀馬氏體 。針狀馬氏體在光學(xué)顯微鏡中呈竹葉狀或凸透鏡狀，在空間形同鐵餅。馬氏體針之間形成一定角度 (60176。)。高倍透射電鏡分析表明，針狀馬氏體內(nèi)有大量孿晶，因此亦稱孿晶馬氏體。高碳馬氏體的組織形態(tài)167。 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) 在 ～ %之間時(shí)，為板條馬氏體和針狀馬氏體的混和組織。167。 如 45鋼淬火的組織就是混合馬氏體。　　?。?2）馬氏體的性能167。 馬氏體是鋼中最硬的組織，馬氏體的硬度主要取決于其中的含碳量，與其它因素關(guān)系不大。但當(dāng)含碳量增大到 %時(shí) ,馬氏體的硬度不再繼續(xù)升高 ,大約為 6064HRC167。 馬氏體的高硬度主要是由于固溶強(qiáng)化造成的 ,另外還有位錯(cuò)和孿晶的影響 ,奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變?cè)斐傻慕M織細(xì)化也是一個(gè)因素。碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)馬氏體硬度的影響?。ɑ蛐螒B(tài)）密切相關(guān)。 高碳馬氏體由于過飽和度大、內(nèi)應(yīng)力高和存在孿晶結(jié)構(gòu)，所以硬而脆，塑性、韌性極差，但晶粒細(xì)化得到的隱晶馬氏體卻有一定的韌性。而低碳馬氏體，由于過飽和度小，內(nèi)應(yīng)力低和存在位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)，則不僅強(qiáng)度高，塑性、韌性也較好。 當(dāng)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時(shí)，體積會(huì)膨脹。馬氏體是鐵磁相，而奧氏體為順磁相。馬氏體晶格畸變嚴(yán)重，因此電阻率高?！?.亞共析鋼過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變　 亞共析鋼過冷 A在高溫時(shí)有一部分將轉(zhuǎn)變?yōu)镕，在中溫轉(zhuǎn)變區(qū)會(huì)有少量貝氏體（上 B）產(chǎn)生。如油冷的產(chǎn)物為 F+T+上 B+M，但 F和上 B量很少，有時(shí)可忽略?！　?亞共析鋼過冷　　奧氏體的連續(xù)　　　冷卻轉(zhuǎn)變 　　 3.過共析鋼過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 　　過共析鋼過冷 A在高溫區(qū)，將首先析出二次滲碳體 ,而后轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌M織。由于奧氏體中碳含量高，所以油　冷、水冷后的組織　中應(yīng)包括殘余奧氏　體。與共析鋼一樣，　其冷卻過程中無貝　氏體轉(zhuǎn)變?！　∵^共析鋼過冷　　奧氏體的連續(xù)　　　冷卻轉(zhuǎn)變q 前二節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容是熱處理的原理，從這一節(jié)開始學(xué)習(xí)熱 處理工藝，也就是具體的熱處理實(shí)現(xiàn)方法。q 在一個(gè)零件的加工路線中，熱處理起著很重要的作用， 一般有兩種情況，如一個(gè)齒輪： 下料 鍛造 預(yù)備熱處理（退火或正火） 銑齒 最終熱處理（淬火回火） 精加工（磨削）；q 其中預(yù)備熱處理的作用是消除鍛造的缺陷，如晶粒粗大、內(nèi)應(yīng)力、缺陷組織等，同時(shí)調(diào)整硬度，為后續(xù)的切削做準(zhǔn)備。最終熱處理的作用是使材料具有使用狀態(tài)下的性能，如強(qiáng)度、硬度等。第三節(jié) 鋼的退火和正火一、退火167。 加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，保溫一定時(shí)間后緩慢冷卻（爐冷）。167。 過冷奧氏體在 C曲線的上部進(jìn)行轉(zhuǎn)變，熱處理后的組織接近于平衡組織，以珠光體為主。亞共析鋼為 F+P，共析、過共析鋼為球狀珠光體。167。 用途：降低硬度，以利于切削（比較適合的切削硬度為160260HBS）；消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，防止變形或開裂；消除偏析，均勻成分；q 第一類退火（擴(kuò)散退火、再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火）是不以組織轉(zhuǎn)變?yōu)槟康牡墓に嚪椒ǎ刹黄胶鉅顟B(tài)過渡到平衡狀態(tài)。q 第二類退火（完全退火、不完全退火、等溫退火、球化退火）是以改變組織和性能為目的，改變鋼中珠光體、鐵素體和碳化物等組織形態(tài)及分布。 q完全退火：適用于亞共析鋼的鑄件、鍛件、焊接件。q工藝參數(shù)為：加熱到 Ac3+3050℃ ，保溫，隨爐冷卻到 600℃ 出爐空冷。q等溫退火：原理與完全退火相同，主要是為了縮短工藝周期，特別是對(duì)一些大型合金鋼件的退火。q球化退火：適用于共析及過共析鋼，目的是為了獲取球狀珠光體，降低這些高碳鋼的硬度，以利于切削。所有的高碳鋼在切削之前一般都要進(jìn)行球化退火。q工藝參數(shù)為：加熱到 Ac1+3050℃ ，保溫，隨爐冷卻或等溫冷卻；167。 均勻化退火：一般用于鑄件，消除偏析，使成分均勻；通常是將鋼加熱到固相線以下 100200℃ 長(zhǎng)時(shí)間保溫，使原子充分?jǐn)U散。167。 去應(yīng)力退火：屬于低溫?zé)崽幚?，加熱溫度一般?A1線以下，對(duì)于鋼來說，大約為 600℃ 。二、正火 167。 加熱到 Ac3（或 Accm）以上 30℃ ~50℃，保溫后在空氣中冷卻。 它的主要特點(diǎn)是空冷，對(duì)于大型零件或在炎熱地區(qū)，也可用風(fēng)冷或噴霧冷卻。167。 區(qū)別：冷卻速度比退火稍快，組織較細(xì)，強(qiáng)度硬度稍有提高。q正火能提高硬度，一般用于低碳鋼的預(yù)備熱處理；q正火可以消除魏氏組織、粗大組織、網(wǎng)狀組織等；如過共析鋼在球化退火之前，應(yīng)先用正火消除網(wǎng)狀的 Fe3CⅡ ；q對(duì)于一些大件，正火可代替調(diào)質(zhì)作為最終熱處理使用；第四節(jié) 鋼的淬火 q 將鋼加熱到 Ac1或 Ac3以上 3050℃ ，適當(dāng)保溫，然后快速冷卻，獲取馬氏體或下貝氏體的一種熱處理工藝。q淬火是一種很早就應(yīng)用的熱處理工藝，它的目的是獲得馬氏體或下貝氏體，但主要是馬氏體。從性能上看，它是為了強(qiáng)化材料，提高材料的強(qiáng)度或硬度。一、淬火工藝參數(shù) 為了獲得好的淬火效果，就必須制定正確的淬火工藝參數(shù)。167。 加熱溫度 根據(jù)鋼的成分確定，亞共析鋼加熱到Ac3+3050℃ ，共析、過共析鋼加熱到Ac1+3050℃ ；（根據(jù)鐵碳相圖進(jìn)行解釋）一、淬火工藝參數(shù)167。 例如， 45鋼的 A3=780℃ ， 其淬火溫度為 840860℃ T T12鋼的 Ac1=737℃ ， 其淬火溫度為 770790℃ ；167。 合金鋼由于合金元素的影響，加熱溫度比碳鋼高，具體情況可以查閱熱處理手冊(cè)。一、淬火工藝參數(shù)167。 加熱時(shí)間一般將升溫時(shí)間和保溫時(shí)間加在一起，稱為加熱時(shí)間。加熱時(shí)間的確定應(yīng)考慮二個(gè)問題，一個(gè)是材料的均溫，一個(gè)是組織轉(zhuǎn)變的時(shí)間。淬火加熱時(shí)間與零件的尺寸和加熱設(shè)備有關(guān)，可按下列經(jīng)驗(yàn)公式確定； τ=αD； 其中 α是系數(shù)，一般取 1— ； D是零件的有效厚度。167。 淬火冷卻介質(zhì) 淬火冷卻速度應(yīng)大于 VK，但不是越快越好，在保證大于VK的前提下應(yīng)盡量緩慢，這主要是為了避免出現(xiàn)大的應(yīng)力，引起變形或開裂。167。 理想淬火冷卻介質(zhì)在 “NOSE”處（ 600℃ ~400℃ ） 要快，以避開它保證獲得全部的馬氏體組織；而在 “NOSE”下面（ 300℃ ~200℃ ），特別是在 Ms線以下要慢，以避免變形和開裂。 但是實(shí)際使用的淬火介質(zhì)都不滿足這個(gè)條件?！∫弧⒋慊鸸に噮?shù)① 水及水溶液 在 650℃ ~400℃ 相對(duì)冷卻速度較大，常用作碳鋼的淬火。② 油 在 300℃ ~200℃ 間冷卻速度比水小，用于合金鋼的淬火。（ 1）單液淬火 —— 形狀簡(jiǎn)單的碳鋼件在水中淬火，合金鋼和 小尺寸碳鋼件在油中淬火（ 2）雙液淬火 —— 形狀復(fù)雜的高碳鋼工件和尺寸較大的合金鋼件（ 3）分級(jí)淬火 —— 尺寸較小、形狀復(fù)雜工件的淬火（ 4）等溫淬火 —— 形狀復(fù)雜，尺寸要求較精確，強(qiáng)韌性要求較高的小型工模具及彈簧等的淬火三、淬透性與淬硬性167。 淬硬性是鋼在理想條件下淬火硬化所能達(dá)到的最高硬度。167。 取決于 M中 C%， C%↑→ 淬硬性 ↑三、淬透性與淬硬性167。 淬透