【正文】 素都使鋼的淬透性提高；奧氏體化溫度高、保溫時間長也使鋼的淬透性提高。 三、影響淬透性的因素 ? 鋼的淬透性取決于臨界冷卻速度 Vk， Vk越小，淬透性越高。 ? 淬透性與工件尺寸、冷卻介質(zhì)無關(guān)。 ? 淬硬性 是指鋼淬火后所能達到的最高硬度，即硬化能力 . 二、 淬透性與淬硬層深度的關(guān)系 kaisi ? 同一材料的淬硬層深度與工件尺寸、冷卻介質(zhì)有關(guān)。其大小是用規(guī)定條件下淬硬層深度來表示。 ? 是選材和制訂熱處理工藝的重要依據(jù)之一。 ? 經(jīng)等溫淬火零件具有良好的綜合力學(xué)性能，淬火應(yīng)力小 . ? 適用于形狀復(fù)雜及要求較高的小型件。 ? 可減少內(nèi)應(yīng)力，用于小尺寸工件。用于形狀 復(fù)雜的碳鋼件及大型合金鋼件。 各種淬火方法示意圖 1— 單液淬火法 2— 雙液淬火法 3— 分級淬火法 4— 等溫淬火法 ? 雙液淬火法 ? 工件先在一種冷卻能力強的介質(zhì)中冷，卻躲過鼻尖后，再在另一種冷卻能力較弱的介質(zhì)中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的方法。 ? 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。 ? 熔鹽作為淬火介質(zhì)稱鹽浴，冷卻能力在水和油之間 ,用于形狀復(fù)雜件的分級淬火和等溫淬火。 ? 常用淬火介質(zhì)是水和油 . ? 水的冷卻能力強，但低溫卻能力太大，只使用于形狀簡單的碳鋼件。 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，以達到既獲得馬氏體組織，又減小 理想淬火曲線示意圖 Ms Mf 內(nèi)應(yīng)力的目的。 ? ⑴ 亞共析鋼 淬火溫度為 Ac3+ 50~100℃ 。 ? 淬火組織 : M+Fe3C顆粒+A’。 ? ⑶ 過共析鋼 ? 淬火溫度 : Ac1+3050℃ . ? 溫度高于 Accm，則奧氏體晶粒粗大、含碳量高 ,淬火后馬氏體晶粒粗大 、A’量增多。 65MnV鋼 (%C) 淬火組織 45鋼 (含 %C)正常淬火組織 ? 在 Ac1~ Ac3之間的加熱淬火稱 亞溫淬火 。 ? 預(yù)備熱處理組織為 退火或正火組織 。 ? 淬火是應(yīng)用最廣的熱處理工藝之一。 ? ⑶ 普通件最終熱處理。 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。 ? 正火比退火冷卻速度大。 ? 球化退火的組織為鐵素體基體上分布著顆粒狀滲碳體的組織，稱 球狀珠光體 , 用 P球表示。 ? 它是將工件加熱到Ac1+ 3050℃ 保溫后緩冷，或者加熱后冷卻到略低于 Ar1 的溫度下保溫，使珠光體中的滲碳體球化后出爐空冷。 ? ⑴ 完全退火 ? 將工件加熱到Ac3+30~50℃ 保溫后緩冷的退火工藝， 主要用于亞共析鋼 . ? ⑵ 等溫退火 ? 亞共析鋼加熱到 Ac3+30~50℃ , 共析 、 過共析鋼加熱到 Ac1+30~50℃ ，保溫后快冷到 Ar1以下的某一溫度下停留，待相變完成后出爐空冷。 ? ⑶ 細(xì)化晶粒，為最終熱處理作組織準(zhǔn)備。 適合加工的硬度為170250HB。 一、退火 ? 將鋼加熱至適當(dāng)溫度保溫，然后緩慢冷卻 (爐冷 ) 的熱處理工藝叫做 退火 。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 kaishi ? 機械零件的一般加工工藝為： 毛坯（鑄、鍛） → 預(yù) 備熱處理 → 機加工 →最終熱處理。 ? 可用 TTT曲線定性說明連續(xù)冷卻時的組織轉(zhuǎn)變情況。 Vk’ Vk 時間 /s 共析鋼的 CCT圖 共析溫度 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn) 變曲線 完全退火 正火 等溫轉(zhuǎn) 變曲線 油淬 水淬 M+A’ M+T+A’ S P 200 100 ? CCT曲線位于 TTT曲線右下方。 ? 當(dāng)連續(xù)冷卻曲線碰到轉(zhuǎn)變中止線時，珠光體轉(zhuǎn)變中止，余下的奧氏體一直保持到 Ms以下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。 ? 使用 C 曲線時應(yīng)注意奧氏體化條件及晶粒度的影響 . ? ㈡ 過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖 ? 過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖又稱 CCT(ContinuousCoolingTransformation diagram)曲線 ，是通過測定不同冷速下過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變量獲得的。 ? 除 Co和 Al 外 ,所有合金元素都使 Ms 與Mf 點下降。 ? 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。 ? 影響 C 曲線的因素 ? ⑴ 成分的影響 ? ① 含碳量的影響： 共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定， C曲線最靠右。從而使奧氏體穩(wěn)定性增加。 ? 在鼻尖以上 , 溫度較高，相變驅(qū)動力小。 ? 孕育期越小，過冷奧氏體穩(wěn)定性越小 . ? 孕育期最小處稱 C 曲線的 “鼻尖” 。 ? 兩線之間及 Ms與 Mf之間為 轉(zhuǎn)變區(qū) 。 ? A1Ms 間及轉(zhuǎn)變開始線以左的區(qū)域為 過冷奧氏體區(qū)。 ? 轉(zhuǎn)變開始點的連線稱 轉(zhuǎn)變開始線 。 ? ⑶ 測定每個試樣的轉(zhuǎn)變量，確定各溫度下轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變時間的關(guān)系。 兩種冷卻方式示意圖 1—— 等溫冷卻 2—— 連續(xù)冷卻 ? 過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖 是 表示奧氏體急速冷卻到臨界點 A1 以下在各不同溫度下的保溫過程中轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變時間的關(guān)系曲線 .又稱 C 曲線、 S 曲線或 TTT曲線。 ? 馬氏體轉(zhuǎn)變后， A’ 量隨含碳量的增加而增加 ， 當(dāng)含碳量達 %后， A’量才顯著。 ? ⑸ 轉(zhuǎn)變不完全 ?’ ? 即使冷卻到 Mf 點，也不可能獲得 100%的馬氏體，總有部分奧氏體未能轉(zhuǎn)變 而殘留下來，稱 殘余奧氏體 ，用 A’ 或 ?’ 表示。 Mf Ms M(50%) M(90%) ? ⑷ 高速長大 ? 馬氏體形成速度極快， 瞬間形核，瞬間長大 。 馬氏體轉(zhuǎn)變切變示意圖 馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的表面浮凸 ? ⑶ 降溫形成 ? 馬氏體轉(zhuǎn)變開始的溫度稱上馬氏體點 ，用 Ms 表示 . ? 馬氏體轉(zhuǎn)變終了溫度稱下馬氏體點 ，用 Mf 表示 . ? 只要溫度達到 Ms以下即發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。 ? ⑵ 共格切變性 ? 由于無擴散，晶格轉(zhuǎn)變是以切變機制進行的。 針狀馬氏體脆性大， 板條馬氏體具有較好的塑性和韌性 . 針狀馬氏體 板條馬氏體 馬氏體的透射電鏡形貌 ? 馬氏體轉(zhuǎn)變的特點 ? 馬氏體轉(zhuǎn)變也是形核和長大的過程。此外，馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的組織細(xì)化也有強化作用。 ? 合金元素對馬氏體硬度的影響不大。 ? 含碳量增加，其硬度增加。 ? 當(dāng)最大馬氏體片細(xì)到光鏡下無法分辨時，該馬氏體稱 隱晶馬氏體 . 馬氏體轉(zhuǎn)變觀察 ? 馬氏體的性能 ? 高硬度 是馬氏體性能的主要特點。 馬氏體形態(tài)與含碳量的關(guān)系 %C %C 1..2%C 45鋼正常淬火組織 ? 先形成的馬氏體片橫貫整個奧氏體晶粒，但不能穿過晶界和孿晶界。 電鏡下 電鏡下 光鏡下 ? ⑶ 馬氏體的形態(tài)主要取決于其含碳量 ? C%小于 %時， 組織幾乎全部是 板條馬氏體 。顯微組織為針狀。 ? 在電鏡下，板條內(nèi)的亞結(jié)構(gòu)主要是高密度的位錯， ?=1012/cm2,又稱 位錯馬氏體 。 ? 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。 ? C% 越高，正方度越大，正方畸變越嚴(yán)重。 馬氏體組織 ? 馬氏體轉(zhuǎn)變時，奧氏體中的碳全部保留到馬氏體中。 ? 馬氏體轉(zhuǎn)變是強化鋼的重要途徑之一。 ? 當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度較低（ 350 230℃ ) 時，鐵素體在晶界或晶內(nèi)某些晶面上長成針狀，由于碳原子擴散能力低 ,其遷移不能逾越鐵素體片的范圍，碳在鐵素體的一定晶面上以斷續(xù)碳化物小片的形式析出。 ? 當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度較高 （ 550350℃ ) 時，條片狀鐵素體從奧氏體晶界向晶內(nèi)平行生長，隨鐵素體條伸長和變寬，其碳原子向條間奧氏體富集，最后在鐵素體條間析出 Fe3C短棒，奧氏體消失，形成 B上 。 上貝氏體 貝氏體組織的透射電鏡形貌 下貝氏體 ? 貝氏體轉(zhuǎn)變過程 ? 貝氏體轉(zhuǎn)變也是形核和長大的過程。 ? 上貝氏體強度與塑性都較低，無實用價值。 光鏡下 電鏡下 ? 在電鏡下為 細(xì)片狀碳化物分布于鐵素體針內(nèi)，并與鐵素體針長軸方向呈 5560186。 光鏡下 電鏡下 ? ⑵ 下貝氏體 ? 形成溫度為 350℃ Ms。 ? 根據(jù)其組織形態(tài)不同，貝氏體 又分為 上貝氏體(B上 )和 下貝氏體 (B下 ). 上貝氏體 下貝氏體 ? ⑴ 上貝氏體 ? 形成溫度為 550350℃ 。 ? 珠光體轉(zhuǎn)變是擴散型轉(zhuǎn)變。 ? 珠光體轉(zhuǎn)變過程 ? 珠光體轉(zhuǎn)變也是形核和長大的過程。 電鏡形貌 光鏡形貌 ? 珠光體、索氏體、屈氏體 三種組織無本質(zhì)區(qū)別，只是形態(tài)上的粗細(xì)之分，因此其界限也是相對的。 ? 現(xiàn)以共析鋼為例說明： ? ㈠ 珠光體轉(zhuǎn)變 ? 珠光體的組織形態(tài)及性能 ? 過冷奧氏體在 A1到 550℃ 間將轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w類型組織 ，它是 鐵素體與滲碳體片層相間的機械混合 珠光體 索氏體 托氏體 物 ，根據(jù)片層厚薄不同 ,又細(xì)分為 珠光體 、 索氏體 和 托氏體 .