【正文】 貝氏體等溫淬火法與馬氏體等溫淬火法。晶粒越粗, 臨界冷卻速度越小, 淬透性越高。在相同的過冷度下, 奧氏體成分越均勻, 珠光體形核率越低, 轉(zhuǎn)變的孕育期增長, C 曲線右移, 臨界淬火速度減慢, 鋼的淬透性越高。C、Si、M n 均是提高60Si2Mn 鋼淬透性的元素。絕大多數(shù)合金元素融入奧氏體后，均使C曲線右移，降低臨界淬火速度，從而顯著提高鋼的淬透性。如果鋼淬不透，淬火后表面得不到足夠數(shù)量的馬氏體，就會使得淬火硬度不足。鋼在正常淬火條件下，超過臨界淬火速度冷卻所形成的馬氏體組織能夠達到的最高硬度，主要與鋼的含碳量有關(guān)。60Si2Mn鋼有較高的彈性, 其綜合性能良好,在我國得到廣泛應用?？梢姡鶕?jù)具體情況選擇具有適當淬透性的鋼種十分重要[4]。故其回火溫度一般較低，如果淬透了，反而易于在沖壓是發(fā)生脆裂。隨著各種零件的受力情況和工藝過程的不同，往往對淬透性有不同的要求。因此多數(shù)結(jié)構(gòu)零件都希望能在淬透的情況下供使用。 淬透性鋼的淬透性是正確選用鋼材和制定熱處理工藝的重要依據(jù)之一。從表2可見不同回火溫度無論對拉伸性能，還是對疲勞性能σ1影響都比較大。它對性能的改善起著一定的作用。因為試樣在臨界溫度AC3以上加熱，隨著淬火溫度的提高，奧氏體晶粒明顯長大。為了消化國外引進技術(shù)，以及提高機械產(chǎn)品的質(zhì)量，很有必要對材料的熱處理進行研究。當然冶煉條件是影響材料性能的主要因素之一，但熱處理是個關(guān)鍵。 熱處理工藝與性能關(guān)系熱處理工藝是獲得鋼使用性能的一種工藝手段。滲氮是將氮滲入到鋼件表面，以提高其硬度、耐磨性和疲勞強度地一種化學熱處理方法。根據(jù)使用的介質(zhì)的物理狀態(tài)，可以將滲碳分為氣體滲碳、液體滲碳和固體滲碳三種。 化學熱處理有滲碳、滲氮還有碳氮共滲。回火可以在A1一下很寬的溫度范圍內(nèi)進行，鋼的性能也可以在很寬的溫度范圍內(nèi)變化。一般來說，淬火零件不經(jīng)過回火就投入使用時十分危險的，也是不容許的?；鼗鹗菍⒋慊鸷蟮匿撛贏1一下的溫度加熱、保溫，并以適當?shù)乃俣壤鋮s的工藝過程。一般來說，淬火后還必須有回火與之配合，已達到下列目的：① 提高硬度和耐磨性，如刃具、量具、模具等；② 提高強韌性，如各種機器零件；③ 提高硬磁性，如用高碳鋼和磁鋼制的永久磁鐵；④ 提高彈性，如各種彈簧；⑤ 提高耐蝕性和耐熱性，如不銹鋼和耐熱鋼。鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度（AC3或AC1）以上，保溫一定時間使之奧氏體化后，以大于臨界冷卻速度的冷卻的一種工藝過程。退火是將鋼加熱到適當?shù)臏囟龋?jīng)過保溫后以適當?shù)乃俣壤鋮s，以降低硬度、改善組織、提高加工性的一種熱處理工藝。熱處理能獲得這樣的效果，是因為固態(tài)金屬在溫度（也包括壓力）改變時，其組織和結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化（通稱固態(tài)相變），如能根據(jù)其變化規(guī)律，采取特定的加熱和冷卻方法，控制相變過程，使可獲得所需的組織、結(jié)構(gòu)和性能[2]。因此，在較高爐溫條件下進行快速加熱，使60Si2Mn獲得細小晶粒和更多的板條馬氏體，能提材料的綜合機械性能。60Si2Mn應用亞溫淬火，也可取得一定的效果，有人建議要對其進行亞溫貝氏體淬火的研究。亞溫淬火是一種新工藝，其強韌化機理是使晶粒細化，少量未溶鐵素體能阻止裂紋的擴展，使殘余奧氏體增多以及改善有害雜質(zhì)元素的分布等，因而提高了鋼的強韌性。以上的理想溫度后經(jīng)過過冷急劇冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，得到的晶粒組織不理想，淬火馬氏體組織回火后得到回火托氏體或索氏體組織；若淬火加熱和冷卻及回火溫度控制不當，容易形成部分索氏體或全部索氏體。淬火后的回火能消除淬火后出現(xiàn)的熱應力和組織應力。淬火保溫時間關(guān)系到淬火的透燒時間，若控制不當，鐵素體則不能全部溶解。其工藝為預熱、加熱、保溫、冷卻、回火保溫、冷卻等。由于細化強韌化及少量鐵素體的存在，使沖頭強韌性大大提高。只有原始組織處于調(diào)質(zhì)狀態(tài)，在臨界區(qū)某一范圍內(nèi)加熱淬火，韌化效果才顯著。若將結(jié)構(gòu)鋼在Ac1一Ac3，之間淬火、再回火(亞臨界處理或亞溫淬火)，它可以提高鋼的低溫韌性和抑制回火脆性。60Si2Mn鋼的臨界點：Ac0755 ℃，Ac3 810 ℃，Ms305 ℃。60Si2Mn在950℃附近淬火，可獲得相當多板條馬氏體，使K值升高，并且具有足夠的K 值，最好的抗壓屈服強度，較高的抗彎強度抗壓強度及優(yōu)量的耐磨性能。關(guān)鍵詞：退火，正火，組織，性能ABSTRACTBy 60Si2Mn the homogenization, austenitizing, normalizing and tempering treatment, study the material at high temperature annealing and tempering with the next to get the organization, as well as the mechanical properties of this material for testing. By optical microscopy (OM), hardness and properties of 60Si2Mn analysis. The results show that the pearlite lamellar spacing with the transition temperature decreases, from austenitizing temperature and austenite grain size. Pearlite is a hard and brittle tissue. 60Si2Mn after the homogenization of the tissue can be uniform. At the same time the lower temperature, the higher the temperature carbide precipitation and other organizations 60Si2Mn more.Keywords: Annealing, Normalizing, Organization, Performance目 錄摘 要 IABSTRACT II第一章 文獻綜述 1 引言 1 60Si2Mn概述 2 等溫處理 6 力學性能 8第二章 實驗方案及過程 15 實驗方案 15 實驗過程 15 試樣的制備 15 均勻化退火 15 奧氏體化 16 正火 16 等溫淬火 17 磨樣、拋光、腐蝕及拍金相照片 17 硬度 17第三章 結(jié)果分析與討論 18 顯微組織分析 18 退火組織分析 18 正火組織分析 19 組織比較 19 硬度測試 22 維氏硬度試驗 22 本實驗數(shù)據(jù)及分析 22實驗結(jié)論 24參考文獻 25外文原文 27外文翻譯 33致 謝 43第一章 文獻綜述 引言60Si2Mn鋼具有較強的過熱敏感性，易產(chǎn)生淬火裂紋，且由于Si是強石墨化元素，從而呈現(xiàn)較明顯的脫碳傾向，即使有輕微的脫碳，也會對耐磨性、疲勞強度有顯著影響。60Si2Mn在均勻化退火后可以得到均勻的組織。結(jié)果表明，珠光體的片層間距隨轉(zhuǎn)變溫度的降低而減小，不受奧氏體化溫度和奧氏體晶粒大小的影響。 摘 要通過對60Si2Mn進行均勻化退火、奧氏體化、正火和回火處理，研究這種材料在高溫退火和回火處理下得到的組織，以及對這種材料的力學性能進行測試。通過光學顯微鏡(OM),硬度計對60Si2Mn組織和性能進行分析。珠光體是一種硬而脆的組織。在相同的時間下等溫，溫度越高60Si2Mn析出的碳化物等組織越多。錳的作用在于提高鋼的淬透性、耐磨性。生產(chǎn)實踐結(jié)果證明，60Sin2Mn采用930℃一95O℃的高溫淬火，金相組織中板條馬氏體數(shù)量增多，甚至可以獲得全部板條馬氏體組織，有較高的斷裂韌度，沖擊鋼度和優(yōu)良的耐磨性。冷沖頭淬火加熱溫度選擇在800 ℃進行，加熱過程中就會形成細小的奧氏體和少量的未溶鐵素體。單位晶界面積雜質(zhì)偏聚程度減少了，未溶鐵素體也較細小且分布均勻，有利于提高韌性。近年來，對亞共析鋼進行亞溫淬火，可獲得少量細小、均勻分布的鐵素體與馬氏體組織，即不降低硬度，還可以提高韌性和使用壽命 。60Si2Mn的熱處理規(guī)范是油淬火、回火。60Si2Mn通常的淬火溫度為860土10℃，～[1]。在高于Ac0溫度以上的溫度保溫冷卻到常溫是奧氏體馬氏體的轉(zhuǎn)變過程?！坝痛慊鼗稹钡闹饕^程是以鋼材通過加熱到Ac。60Si2Mn彈簧于860℃加熱，320℃等溫30min，和普通熱處理比較(在等硬度HRC48～49條件下)，前者的沖擊壽命為1430次，后者只有620次，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。此外，還能降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，抑制鋼的可逆回火脆性，因而被廣泛用于結(jié)構(gòu)鋼。研究結(jié)果表明，60Si2Mn采用950℃的高溫淬火，可以得到明顯的板條馬氏體，有最好的強韌性。 60Si2Mn概述 60Si2Mn的熱處理金屬熱處理是將固態(tài)金屬（包括純金屬和合金）通過特定的加熱和冷卻方法，使之獲得工程技術(shù)上所需的一種工藝過程的總稱。傳統(tǒng)熱處理包括退火、淬火、正火、回火。正火是將鋼加熱到AC3 或Acm以上30～50℃保溫，然后在室溫的靜止空氣中自然冷卻，正火可以細化晶粒，是組織均勻化，改善鑄件的組織和低碳鋼的切削加工性能，也可以作為預備熱處理，為隨后的熱處理做準備。淬火鋼的組織在多數(shù)情況下主要為馬氏體，有時也有主要為貝氏體或馬氏體與貝氏體的混合物，此外還有少量的殘余奧氏體和未融的第二相?？梢姡慊鹗鞘逛搹娀瞳@得某些特殊使用性能的主要方法。回火的基本目的是提高淬火鋼的塑性和韌性，回火的另一目的是降低和消除淬火引起的殘余內(nèi)應力，這對于穩(wěn)定工具鋼制品的尺寸特別重要。某些含碳量較高的鋼制大型零件或復雜零件甚至淬火后在等待回火期間就發(fā)生突然爆裂，這更清楚的說明了淬火鋼的脆性和殘余亦應力之大，也說明了回火和及時回火的重要性。因此，淬火是調(diào)整鋼制零件的性能以滿足使用要求的有效手段。滲碳是將鋼件置于有足夠碳勢的介質(zhì)中加熱到奧氏體狀態(tài)并保溫，使其表層形成一個富碳層的熱處理工藝。氣體滲碳具有碳勢可控、生產(chǎn)率高、勞動條件好和便于直接淬火等優(yōu)點，因此應用最為廣泛。它的發(fā)展比滲碳晚，但如今已獲得十分廣泛的應用，尤其是在航空工業(yè)中，這主要是應為具有以下幾點：① 高的硬度和耐磨性；② 高的疲勞強度；③ 變形小而規(guī)律性強；④ 較高的抗“咬卡”性能；⑤ 較高的抗腐蝕性能。同一種鋼、相同的化學成分，而它們的力學性能可以根據(jù)工程上的要求通過不同的熱處理工藝獲得。最佳熱處理工藝能充分發(fā)揮材料潛在的材質(zhì)作用，從而提高機械產(chǎn)品的質(zhì)量。不同熱處理下的力學性能（1） 在不同的加熱溫度下進行淬火，然后均經(jīng)440℃進行回火，以研究不同淬火溫度，相同回火溫度下材料的力學性能，如下表[3]：（2） 在870℃進行淬火，然后經(jīng)不同溫度進行回火處理，以研究相同淬火溫度、不同回火溫度下的材料力學性能，如表所示： 從表1可見不同淬火溫度對抗拉強度σb、并對伸長率硬度影響也不大，但對疲勞極限σ1影響比較大。淬火后得到的針狀馬氏體就較粗；同時奧氏體合金化程度隨著淬火溫度提高亦有多提高。但它的作用不如奧氏體晶粒長大對性能影響來的大。400℃回火的試樣雖然σb,但對彈簧來說很重要的性能—屈服強度比較高，但它的疲勞性能很不穩(wěn)定。如果工件淬透了，則其表里的性能就均勻一致，能充分發(fā)