【正文】 根據(jù)組織分成三個轉(zhuǎn)變區(qū)： （珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)）： A1～ 550℃ ， P。 A1～ 650℃ , A′→ P 粗 、 HRC15～ 2δ＝ 20％、 σ b＝ 550MPa。 650～ 600℃ , A′→ P 細 （索氏體 S）、 HRC22～ 2δ＝ 18％、 σ b＝ 870MPa。 600～ 550℃ , A′→ P 極細 （托氏體 T）、 HRC27～ 4δ＝ 18％、 σ b＝ 1100MPa。 （貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)）： 550～ Ms， A→ A′→ B＝ C 粒 ＋ F。 550～ 350℃ , A′→ B 上 （羽毛狀）＝ C 粒 ＋ F 條狀 ， HRC40～ 45。 350～ Ms， A′→ B 下 （竹葉狀）＝ C 粒 ＋ F 針 ， HRC45～ 55。 （馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)）： Ms～ Mf ， A→ A′→ M＋ A′ 殘 。 M： C→ α Fe（過飽和地溶解）， HRC65～ 66，硬度很高。 特點： ① Ms～ Mf 范圍 ； ②內(nèi)應(yīng)力很大； ③ A′不能 100％ 轉(zhuǎn)變?yōu)?M。 三、鋼的冷卻曲線應(yīng)用： 等溫冷卻：定性 連續(xù)冷卻：定量 爐冷： 10℃ /min、空冷： 10℃ /s、油冷： 150℃ /s、水冷： 600℃ /s。 P S＋ P S＋ T＋ M M＋ A′ 殘 臨界冷卻速度 Vk＝ V 臨 ?！? 補充內(nèi)容： 影響 C 曲線的因素： ①含碳量： C％ C％↑ C 曲線右移。 C％ C％↑ C 曲線左移。 ②合金元素：除 Co 外所有的合金元素均使 C 曲線右移。 ③加熱溫度：溫度越高， C 曲線右移。 保溫時間：時 間越長， C 曲線右移。 亞共析鋼的 C 曲線 過共析鋼的 C 曲線 19 ℃ ℃ Ar3 Arcm 550 550 320 Ms 175 Ms 50 Mf － 80 Mf 0 1 10 100 S 0 1 10 100 S 第二節(jié) 退火和正火 方法： 普通熱處理：退火、正火、淬火 、回火。 熱處理 表面淬火：火焰加熱和感應(yīng)加熱法。 表面熱處理 化學熱處理：滲碳、滲氮、二元、多元共滲。 一、退火： 把鋼加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻（爐冷）的熱處理工藝法。 目的： ①提高鋼的塑性和韌性（利于切削加工）； ②消除鋼的內(nèi)應(yīng)力（以防鋼件變形和開裂）； ③均勻組織； ④為隨后的熱處理做準備（組織上為以后的熱處理做準備）。 退火的種類： （ 1）完全退火：（亞共析鋼） 把鋼加熱到 AC3 線以上 30～ 50℃ 的溫度，保溫一定時間（ ～)（碳鋼按有效厚度或直徑每 25 毫米為 1 小時，合金鋼按有效厚度或直徑每 20 毫米為 1 小時，保溫時間與工件形狀、材料質(zhì)量、裝爐量等有關(guān)） 然后隨爐冷卻的一種工藝。 組織分析： P＋ F→ A→ A′→ P＋ F （重結(jié)晶退火）。 （實際生產(chǎn)中在爐中冷卻到 500℃ 左右即可出爐冷卻） （ 2）球化退火：（過共析鋼） 把鋼加熱到 AC1 線以上 20～ 30℃的溫度，保溫一定時間（ 5～6min/mm1hour/m3）然后隨爐冷卻的一種工藝。 組織分析： P＋ Fe3C 網(wǎng) → A＋ Fe3C 網(wǎng) → A′＋ Fe3C 球 → P＋ Fe3C 球 。 （實際 生產(chǎn)中冷卻到 500℃以下時，組織轉(zhuǎn)變完成，可取出空冷）。 有些難于形成顆粒球狀滲碳體的鋼，可以多次并重復(fù)上述過程－循環(huán)退火（周期化退火）。 （ 3）低溫退火：（亞、共、過共析鋼） 把鋼加熱到 500～ 650℃，保溫一定時間（ 6～ 8min/mm、 ），然后隨爐冷卻的一種工藝。（低溫退火）若用于消除加工硬化（ 650～ 20 750℃），空冷，則稱為再結(jié)晶退火。 組織分析： P＋ F→ P＋ F→ P＋ F→ P＋ F P→學生分析。 P＋ Fe3C 網(wǎng) →學生分析。 （ 4）擴散退火：（亞、過共析鋼） 把鋼加熱到 AC3 線以上 150～ 200℃、 ACCm 線以上 150～ 200℃，保溫一定時間（ 10～ 20hour）然后隨爐冷卻的一種工藝。（加熱溫度高，保溫時間長，成本高，鋼的燒損量大，晶粒粗大），這種工藝是為了消除鋼中的成分不均勻的現(xiàn)象。 二、正火： 把鋼加熱到 AC3 線或 ACCm 線以上 30～ 50℃的溫度，（ 4～ 5min/mm、1hour/m3 經(jīng)過保溫后，隨空氣冷卻的一種工藝。 目的： ①提高低碳鋼的硬度。（利于切削加工） ②消除網(wǎng)狀滲碳體組織。（冷卻速度較大，網(wǎng)狀來不及形成） ③改善鋼的組織。（細化晶粒，均勻組織） 因正火是在空氣中冷卻， 得到的組織晶粒細小，且縮短了冷卻時間， 提高了生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，是一種比較經(jīng)濟的方法，應(yīng)用較廣泛。但是難于消除再結(jié)晶退火。 組織分析： P＋ F→ A→ A→ A′→ S＋ F P＋ Fe3C 網(wǎng) → A→ A→ A′→ S＋ Fe3C 粒 應(yīng)用： ①對一些大型或形狀復(fù)雜的零件，淬火有開裂的危險，用正火； ②對于含碳量 ～ ％的鋼件，用正火代替退火； ③含碳量低于 ％的鋼件，采用正火，能提高硬度利于切削。 ℃ ℃ A3 912 A1 727 ① ③ ② ⑤ ④ T 0 ① 擴散退火 ％ ② 完全退火 ③ 球化退火 ④ 正火 ⑤ 去應(yīng)力退火 21 布置作業(yè)： 課后總結(jié)： 第三節(jié) 淬火和回火 復(fù)習舊課：退火和正火的目的及其應(yīng)用。 一、淬火： 在固態(tài)范圍內(nèi)，把鋼加熱到一定的溫度（亞共析鋼 Ac3＋ 30～ 50176。、共析鋼及過共析鋼 Ac1＋ 30～ 50176。），保溫一定時間，（ ～ 、 30min/m3)(時間與鋼的成分、原始組織、工件形狀和尺寸加熱介質(zhì)、裝爐方法，雖經(jīng)驗公式－熱處理手冊，但生產(chǎn)實際中是綜合上述的因素通過實驗才能合理的選定）以大于或等于臨界冷卻速度冷卻下來的一種熱處理工藝。（ Vk） 目的：獲得馬氏體組織，從而提高鋼的硬度和耐磨性。 （ 1）嚴格控制淬火加熱溫度。 （ 2）合理選擇淬火冷卻介質(zhì)。 目的：既能得到高硬度的馬氏體，也不會產(chǎn)生變形、開裂。 M 溫度 Ac1 N N Ms T （ a） （ b） （ c） Mf 0 時間 共析鋼等溫冷卻 C 曲線圖 （ a）實際水中的冷卻曲線。（ b）實際油中的冷卻曲線。（ c）理想淬火劑 的冷卻曲線。 分析 MNQT（ c）冷卻曲線： MN－冷卻速度慢，目的是不易變形、開裂； NQ－冷卻速度快，目的是 A′ 不會轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w； QT— 冷卻較慢，目的是既能得到高硬度的馬氏體，不變形、開裂。而且冷卻介質(zhì)使用過程中不易變質(zhì)，不易燃，無毒性，無污染，來源充足，價格便宜，能反復(fù)多次重復(fù)使用。 22 滿足以上所有要求的淬火劑是理想的淬火劑，但目前尚未找到還有待于我去研究和開發(fā)。 水： 碳鋼 優(yōu)點： 650～ 550℃、 V＝ 600℃ /S ； A′ P、 S、 T、 B。 缺點： 300～ 200℃、 V＝ 270℃ /S ； 易使工件變形、開裂。 （若水溫超過 40℃，在 650～ 550℃，冷卻速度大為 A′→ P、 S、 T、B,不 易淬硬，水中淬火易形成表面蒸氣膜，若不及時去掉，影響工件內(nèi)部冷卻形成軟點。鹽水、堿水有水優(yōu)點以外，并能自由去除薄膜，不會造出淬不硬及軟點，但在 200～ 300℃之間冷卻，依然很快，易變形、開裂）。 礦物油（機油）： 合金鋼 優(yōu)點： 300～ 200℃ 、 V＝ 30℃ /S ； 工件不會變形、開裂。 缺點： 650～ 550℃ 、 V＝ 150℃ /S； A′→ P、 S、 T、 B。 （機油溫度不能提的太高，過高的油溫將會引起油面的燃燒，油長時間使用易老化，為了尋求理想的淬火介質(zhì)：水玻璃溶液、聚乙烯醇水溶液聚醚水溶液 … .而當前熱處理工藝發(fā)展的趨勢是：在淬火冷卻介質(zhì)的改進和研究方向，主要是在現(xiàn)有的淬火油中加入各種添加劑，以提高冷卻能力，減緩油的老化，延長使用時間， …… ..）。 （ 3）正確選擇淬火方法： （由于淬火冷卻介質(zhì)不能完全滿足淬火質(zhì)量的要求，所以在熱處理工藝方面還應(yīng)考慮從淬火方法上加以解決）。 單液淬火： 把鋼加熱到淬火溫度，經(jīng)保溫后，放入一種冷卻介質(zhì) 中。 （這種方法操作簡單，易機械化、自動化，通常工件是形狀簡單的碳鋼和合金鋼。在水中或鹽水中進行單液淬火，操作雖然簡單，單淬火變形大，如果采用油冷又難以取得淬硬的效果，這就可將油、水冷卻結(jié)合起來進行如下的雙液淬火）。 應(yīng)用：卡規(guī)、軸承、鋸子等。 雙液淬火： 把加熱到淬火的溫度的工件，經(jīng)保溫后，先放入水或鹽水中冷到 400～300℃，再迅速移到油中或空氣中冷卻－水淬油冷法。 （雙液淬火廣泛應(yīng)用于各種零件或工具，能得到高硬度，又能減少淬火內(nèi)應(yīng)力，缺點是操作難，且未能很好地改進工件表面與心部的溫差這一缺點。技術(shù)還要 熟練）。 應(yīng)用：齒輪、缸體、閥體等。 分級淬火： 把工件加熱到淬火溫度，經(jīng)保溫后，迅速冷卻到 Ms 點，附近，稍加停留（ A′ B），待工件表面和中心溫度基本一致時，再取出放入油中或空氣中冷卻冷卻―― 熱浴淬火法。 （這種淬火法由于在奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變前，工件的溫度經(jīng)等溫停留后逐漸趨于一致，使隨后的組織轉(zhuǎn)變得以在表層和內(nèi)部同時進行，由此可大大減小淬火內(nèi)應(yīng)力和變形，主要應(yīng)用于形狀復(fù)雜、小尺寸的碳鋼和合金 23 鋼。） 應(yīng)用：油泵齒輪、滾珠、滾針等。 等溫淬火： 把加熱到淬火溫度的工件，經(jīng)保溫后，放入稍高于 Ms 點 的鹽浴或堿浴中，并等溫到奧氏體轉(zhuǎn)變層成下貝氏體后，再取出空冷。 （等溫淬火硬度雖然沒有分級淬火高，但工件在獲得較高硬度的同時還具有良好的塑性和韌性，還可以有效地減少應(yīng)力和變形，其缺點是