【正文】 轉(zhuǎn) 變 溫 度 的 影響 含碳 量對(duì)殘余奧氏體 量的影響 過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（共析鋼） 轉(zhuǎn)變類型 轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 形成溫度， ℃ 轉(zhuǎn)變機(jī)制 顯微組織特征 HRC 獲得工藝 珠 光 體 P A1~650 擴(kuò) 散 型 粗片狀 ， F、 Fe3C相間分布 520 退火 S 650~600 細(xì)片狀， F、 Fe3C相間分布 2030 正火 T 600~550 極細(xì)片狀 ， F、 Fe3C相間分布 3040 等溫處理 貝 氏 體 B上 550~350 半擴(kuò)散型 羽毛狀，短棒狀 Fe3C分布于過飽和 F條之間 4050 等溫處理 B下 350~MS 竹葉狀，細(xì)片狀 Fe3C分布于過飽和 F針上 5060 等溫淬火 馬 氏 體 M針 MS~Mf 無擴(kuò)散型 針狀 6065 淬火 M*板條 MS~Mf 板條狀 50 淬火 二、 過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖 ? 過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變方式有 等溫轉(zhuǎn)變 和 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變兩種。 ㈠ 過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖 (TimeTemperatureTransformation diagram) ? C曲線的建立 ? 以共析鋼為例： ? ⑴ 取一批小試樣并進(jìn)行奧氏體化 . ? ⑵ 將試樣分組淬入低于 A1 點(diǎn)的不同溫度的鹽浴中 ,隔一定時(shí)間取一試樣淬入水中。 ? ⑷ 將各溫度下轉(zhuǎn)變開始時(shí)間及終了時(shí)間標(biāo)在溫度 — 時(shí)間坐標(biāo)中，并分別連線。 轉(zhuǎn)變終了點(diǎn)的連線稱 轉(zhuǎn)變終了線 。 ? 轉(zhuǎn)變終了線以右及 Mf以下為轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)。 時(shí)間 溫度 A1 MS Mf A 過冷 P B M A→ M A→ B A→ P 轉(zhuǎn)變開始線 轉(zhuǎn)變終了線 奧氏體 550 650 2s 10s 5s 2s 5s 10s 30s 40s ? C 曲線的分析 ? ⑴ 轉(zhuǎn)變開始線與縱坐標(biāo)之間的距離為孕育期 。碳鋼鼻尖處的溫度為 550℃ 。 ? 在鼻尖以下，溫度較低，擴(kuò)散困難。 ? ⑵ C曲線明確表示了過冷奧氏體在不同溫度下的等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。 Ms 與 Mf 點(diǎn)隨含碳量增加而下降。 Cr對(duì) C曲線的影響 ? ② 合金元素的影響 ? 除 Co 外 , 凡溶入奧氏體的合金元素都使 C 曲線右移。 推桿式電阻爐 ? ⑵ 奧氏體化條件的影響 ? 奧氏體化溫度提高和保溫時(shí)間延長(zhǎng)，使奧氏體成分均勻、晶粒粗大、未溶碳化物減少，增加了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使 C 曲線右移。 共析鋼 CCT曲線 過共析鋼 CCT曲線 亞共析鋼 CCT曲線 ? 共析鋼的 CCT曲線 ? 共析鋼的 CCT曲線沒有貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū) ，在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)之下多了一條轉(zhuǎn)變中止線。 Vk’ Vk 共析鋼的 CCT曲線 ? 圖中的 Vk 為 CCT曲線的 臨界冷卻速度 ， 即獲得全部馬氏體組織時(shí)的最小冷卻速度 . ? Vk’ 為 TTT曲線的臨界冷卻速度 . Vk’ ? Vk 。 CCT曲線獲得困難， TTT曲線容易測(cè)得。 方法是將連續(xù)冷卻曲線繪在 C 曲線上，依其與 C 曲線交點(diǎn)的位臵來說明最終轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 . 用 TTT曲線定性說明共析鋼連續(xù)冷卻時(shí) 的組織轉(zhuǎn)變 爐冷 空冷 油 冷 水 冷 P S T+M+A’ M+A’ P 均勻 A 細(xì) A P 退火 (爐冷 ) 正火 (空冷 ) S 淬火 (油冷 ) T+M+A’ M+A’ 淬火 (水冷 ) A1 MS Mf 時(shí)間 650℃ 600℃ 550℃ ? 過共析鋼 CCT曲線也無貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū) , 但比共析鋼 CCT曲線多一條 A→Fe 3C轉(zhuǎn)變開始線。 ? 退火與正火主要用于預(yù)備熱處理 ，只有當(dāng)工件性能要求不高時(shí)才作為最終熱處理。 ? 退火目的 ? ⑴ 調(diào)整硬度 ， 便于切削加工 。 ? ⑵ 消除內(nèi)應(yīng)力， 防止加工中變形。 真空退火爐 ? 退火工藝 ? 退火的種類很多，常用的有 完全退火 、 等溫退火 、球化退火 、 擴(kuò)散退火 、 去應(yīng)力退火 、 再結(jié)晶退火 。 等溫退火可縮短工件在爐內(nèi)停留時(shí)間，更適合于孕育期長(zhǎng)的合金鋼 . 高速鋼等溫退火與普通退火的比較 ? ⑶ 球化退火 ? 球化退火 是將鋼中滲碳體球狀化的退火工藝。 主要用于共析、過共析鋼。 球狀珠光體 ? 對(duì)于有網(wǎng)狀二次滲碳體的過共析鋼，球化退火前應(yīng)先進(jìn)行正火，以消除網(wǎng)狀 . ? 二、正火 ? 正火是將 亞共析鋼 加熱到 Ac3+30~ 50℃ ， 共析鋼 加熱到 Ac1+30~50℃ ， 過共析鋼 加熱到 Accm+30~ 50℃ 保溫 后 空冷 的工藝。 ? 正火后的組織： ● %C時(shí)，組織為 F+S； ● ?%C時(shí)，組織為 S 。 ? ⑵ 對(duì)于過共析鋼，用于消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備。 ? 要改善切削性能，低碳鋼用正火，中碳鋼用退火或正火 ,高碳鋼用球化退火 . 熱處理與硬度關(guān)系 合適切削加工硬度 第五節(jié) 鋼的淬火 ? 淬火 是將鋼加熱到臨界點(diǎn)以上，保溫后以大于 Vk速 度冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。 ? 淬火目的是為獲得馬氏體組織，提高鋼的性能 . 真空淬火爐 一、 淬火溫度 ? 碳鋼 ? ⑴ 亞共析鋼 ? 淬火溫度為 Ac3+3050℃ 。 ? 亞共析鋼淬火組織： ? ?%C時(shí)為 M ? ?%C時(shí)為 M+A’。 35鋼（含 %C）亞溫淬火組織 ? ? 亞溫淬火組織為F+M， 強(qiáng)硬度低，但塑韌性好 . ? ⑵ 共析鋼 ? 淬火溫度為 Ac1+3050℃ ； 淬火組織為 M+A’。使鋼硬度、耐磨性下降，脆性、變形開裂傾向增加。 T12鋼（含 %C）正常淬火組織 ? 合金鋼 ? 由于多數(shù)合金元素 (Mn、 P除外 )對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大有阻礙作用 ， 因而 合金鋼淬火溫度比碳鋼高 。 ? ⑵ 共析鋼 、 過共析鋼 淬火溫度為 Ac1+50~100℃ 。但目前還沒有找到理想的淬火介質(zhì)。 ? 油在低溫區(qū)冷卻能力較理想，但高溫區(qū)冷卻能力太小，使用于合金鋼和小尺寸的碳鋼件。 ? 聚乙烯醇、硝鹽水溶液等也是工業(yè)常用的淬火介質(zhì) . 三、淬火方法 ? 采用不同的淬火方法可彌補(bǔ)介質(zhì)的不足。 ? 操作簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。如水淬油冷，油淬空冷 . ? 優(yōu)點(diǎn)是冷卻理想，缺點(diǎn)是不易掌握。 ? 分級(jí)淬火法 ? 在 Ms附近的鹽浴或堿浴中淬火，待內(nèi)外溫度均勻后再取出緩冷。 鹽浴爐 ? 等溫淬火法 ? 將工件在稍高于 Ms 的鹽浴或堿浴中保溫足夠長(zhǎng)時(shí)間，從而獲得下貝氏體組織的淬火方法。 淬火方法 第六節(jié) 鋼的淬透性 網(wǎng)帶式淬火爐 ? 淬透性是鋼的主要熱處理性能。 一、淬透性的概念 M量和硬度隨深度的變化 ? 淬透性 是指鋼在淬火時(shí)獲得淬硬層深度的能力。 ? 淬硬層深度 是指由工件表面到半馬氏體區(qū) (50%M + 50%P)的深度。工件尺寸小、介質(zhì)冷卻能力強(qiáng)，淬硬層深。 它只用于不同 材料之間的比較，是通過尺寸、冷卻介質(zhì)相同時(shí)的淬硬層深度來確定的。 ? Vk取決于 C曲線的位臵，C 曲線越靠右， Vk越小。 四、 淬透性的測(cè)定及其表示方法 ? 淬透性的測(cè)定常用 末端淬火法 示， J 表示末端淬透性， d 表示半馬氏體區(qū)到水冷端的距離，HRC 為半馬氏體區(qū)的硬度。 ? D0與介質(zhì)有關(guān)，如 45鋼 D0水 =16mm， D0油 =8mm。 馬氏體 馬氏體 索氏體 五、 淬透性的應(yīng)用 ? 利用淬透性曲線及圓棒冷速與端淬距離的關(guān)系曲線可以預(yù)測(cè)零件淬火后的硬度分布。 如 要求厚 60mm汽車轉(zhuǎn)向節(jié)淬火后表面硬度超過 HRC50， 1/4半徑處為 HRC45。 ? 對(duì)于截面承載均勻的重要件 ,要全部淬透。 對(duì)于承受彎曲、扭轉(zhuǎn)的零件可不必淬透 (淬硬層深度一般為半徑的 1/2~1/3)，如軸類、齒輪等。 高強(qiáng)螺栓 柴油機(jī)連桿 齒輪 ?不同冷卻條件下的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 等溫退火 P 退火 (爐冷 ) 正火 (空冷 ) S (油冷 ) T+M+A’ 等溫淬火 B下 M+A’ 分級(jí)淬火 M+A’ 淬火 (水冷 ) A1 MS Mf 時(shí)間 溫度 淬火 P P 均勻 A 細(xì) A ？ ？ ？ 第七節(jié) 鋼的回火 ? 回火 是指將淬火鋼加熱到 A1以下的某溫度保溫后冷卻的工藝。 淬火鋼一般硬度高，脆性大，回火可調(diào)整硬度、韌性。 淬火 M和 A’都是非平衡組織，有自發(fā)向平衡組織轉(zhuǎn)變的傾向。 ? 對(duì)于某些高淬透性的鋼 ，空冷即可淬火，如采用 回火軟化既能 降低硬度 ，又能 縮短軟化周期 。 鋼經(jīng)淬火后應(yīng)立即進(jìn)行回火 。 隨加熱溫度升高，淬火鋼的組織發(fā)生四個(gè)階段變化。 ? 100200℃ 加熱時(shí)，馬氏體將發(fā)生分解 ,從馬氏體中析出 ? 碳化物 (? FeXC)， 使