[工學]第四章鋼的熱處理-展示頁
2025-02-26 12:02本頁面
【正文】 如圖所示 AC1 、 AC ACm為加熱時鋼的臨界溫度； ② 過冷： 冷卻時低于合金相圖臨界溫度才發(fā)生相變的現(xiàn)象。 過熱與過冷 在實際加熱和冷卻時，存在過熱和過冷現(xiàn)象，如圖所示。 鐵碳相圖中 PSK、 GS、 ES線分別用 A A Acm表示。在臨界點以上加熱，目的是獲得均勻的奧氏體組織，稱奧氏體化。 （ 2）根據(jù)加熱、冷卻方式及鋼組織性能變化特點不同，將熱處理工藝分類。 ? ① 預(yù)備熱處理： 為隨后的加工和進一步熱處理做準備。 熱處理與其它加工工藝的區(qū)別： 不改變工件的形狀，只改變工件的組織。 熱處理的應(yīng)用 ? 熱處理的目的： 通過改變組織達到改變性能的目的。至于模具、滾動軸承則要 100%經(jīng)過熱處理。在機床制造中約 6070%的零件要經(jīng)過熱處理。冷卻速度取決于所需的組織和性能。復(fù)習舊課： 典型成分鐵碳合金的結(jié)晶過程及其在室溫下的組織 ? 本節(jié)重點： 熱處理的基本概念 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變 1538 Q FeFe3C狀態(tài)圖 wC/%→ 溫度/℃→ L A L+A L+Fe3C? F+A F P F+P Ld’ Ld Ld’+Fe3C? Ld+Fe3C? Ld’+Fe3CⅡ +P Fe3CⅡ +P Fe3CⅡ +A Ld+Fe3CⅡ +A 912 1227 727 1148 A P S E C D F K G 0 Fe3C Fe 第四章 鋼的熱處理 將鋼在 固態(tài) 下 加熱、保溫、冷卻 ，以改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需要性能的一種工藝。 ? 1. 加熱到預(yù)定的溫度（最高加熱溫度） ? 2. 在預(yù)定的溫度下適當保溫（保溫時間），保溫的時間與工件的尺寸和性能有關(guān)； ? 3. 以預(yù)定的冷卻速度冷卻（冷卻速度）。 三個要素： 熱處理是一種重要的加工工藝，在制造業(yè)被廣泛應(yīng)用。在汽車、拖拉機制造業(yè)中需熱處理的零件達 7080%。 總之，重要的零件都要經(jīng)過適當?shù)臒崽幚聿拍苁褂谩? ? 熱處理的過程： 任何一種熱處理都要經(jīng)過加熱，保溫，冷卻三個過程，因此，最高加熱溫度，保溫時間，冷卻速度就成為熱處理工藝的三大要素。 鑄造 軋制 熱處理與的分類 ? （ 1）按熱處理在零件整個生產(chǎn)過程的位置和作用不同，可將熱處理工藝分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。 ? ② 最終熱處理： 賦予工件所需使用性能的熱處理。 其他熱處理 普通熱處理 表面熱處理 熱處理 退火正火淬火回火 真空熱處理形變熱處理激光熱處理 控制氣氛熱處理 表面淬火 — 感應(yīng)加熱、火焰加熱、 電接觸加熱等 化學熱處理 — 滲碳、氮化、碳氮 共滲、滲其他元素等 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變 加熱是熱處理的第一道工序。 為什么熱處理能夠使鋼的性能發(fā)生變化？ 一、鋼的奧氏體化 大多數(shù)熱處理工藝需要將鋼加熱到 臨界溫度 以上才能進行，所以加熱轉(zhuǎn)變主要就是奧氏體化的過程。 由于實際加熱或冷卻時存在過冷或過熱現(xiàn)象，因此，將 鋼加熱時的實際轉(zhuǎn)變溫度分別用 Ac Ac Accm表示，冷卻時的實際轉(zhuǎn)變溫度分別用 Ar Ar Arcm表示。 ① 過熱： 加熱時高于合金相圖臨界溫度才發(fā)生相變的現(xiàn)象。 如圖所示 AΥ 1 、 AΥ AΥ cm為冷卻時鋼的臨界溫度?，F(xiàn)以共析鋼為例說明： 思考：為什么 A容易在晶界形核？ 第一步：奧氏體晶核形成： 首先在 ?與 Fe3C相界形核。 第三步：殘余 Fe3C溶解： 鐵素體在成分、結(jié)構(gòu)上比 Fe3C更接近于奧氏體，因而先于 Fe3C消失，而殘余 Fe3C則隨保溫時間延長不斷溶解直至消失 第四步：奧氏體均勻化。 ? 亞共析鋼和過共析鋼的奧氏體化過程與共析鋼基本相同。 1）影響奧氏體形成的因素 （ 1）加熱溫度 T↑→A 化 ↑ (D↑→ 濃度梯度大） （ 2）含碳量 C%↑→ 界面多 → 核心多 → 轉(zhuǎn)變快 2. 奧氏體晶粒的長大及其控制 （ 4）合金元素 a. Cr、 M0、 W、 V、 Nb、 Ti強碳化物形成元素， ↓ 奧氏體形成速度 b. C0、 Ni非碳化物形成元素， ↑ 奧氏形成速度 c. Al、 Si、 Mn影響不大 （ 5）原始組織 片狀，片間距小 → 相界面多 → 碳彌散度大 → 碳原子擴散距離短 → 奧氏體形核長大快 粒狀 （ 3）加熱速度 V↑→轉(zhuǎn)變開始溫度 ↑，轉(zhuǎn)變時間 ↓ ? 2）奧氏體晶粒大小的控制 ? ⑴ 加熱溫度和保溫時間： 加熱溫度高、保溫時間長， ?晶粒粗大。 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，多為碳化物和氮化物形成元素。 ⑷ 原始組織： 平衡狀態(tài)的組織有利于獲得細晶粒。因此加熱得到細而均勻的奧氏體晶粒是熱處理的關(guān)鍵問題之一。 兩種冷卻方式示意圖 1—— 等溫冷卻 2—— 連續(xù)冷卻 一。過冷奧氏體是非穩(wěn)定組織，遲早要發(fā)生轉(zhuǎn)變。又稱 C 曲線或 TTT曲線。 ? 轉(zhuǎn)變終了線以右及 Mf以下為轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)。 時間 溫度 A1 MS Mf A 過冷 A P B M A→ M A→ B A→ P 轉(zhuǎn)變開始線 轉(zhuǎn)變終了線 ? C 曲線的分析 ? ⑴ 轉(zhuǎn)變開始線與縱坐標之間的距離為孕育期。 ? 孕育期最小處稱C 曲線的“ 鼻尖 ”。 ? 在鼻尖以上，溫度較高，相變驅(qū)動力小。從而使奧氏體穩(wěn)定性增加。 ? 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。 Ms 與 Mf 點隨含碳量增加而下降。 ③ 合金元素的影響
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