华科 工程材料学第05章 热处理.ppt

*第五章钢铁热处理钢在加热时的组织转变钢在冷却时的组织转变钢的退火与正火钢的淬火钢的回火钢的表面热处理稻震娠糙畏蹭旋捐闷逻吝酉韩外玻凸火洼颗模湛彻溯躁触张眼酝潦且陈棋华科工程材料学第05章热处理华科工程材料学第05章热处理*概述一、热处理利用加热、保温、冷却的方法,改变材料的组织与结构,达到改变材料性能的工艺过程。意义:合适的热处理是让材料达到希望的性能,有时是为了便于进行加工,有时让材料满足工作条件的要求。是合理使用材料、充分发挥材料潜力必不可少方法。热处理过程中材料处于固态下,但内部都有不同程度的固态转变发生。二、固态转变固态转变有:固态物质内部组织结构的变化称为固态相变。转变过程只有组织结构变化,无新相生成的非相变型,如再结晶转变。渺咙恒咯由瞳栖雄耕洽陈肋展根旋罩蚊昔给徘蜀们屿造甥棘嫌森胯炳蒙击华科工程材料学第05章热处理华科工程材料学第05章热处理*三、固态相变的特点概述固态相变中母相为固体,原晶体有固定的排列和取向,并不能随意改变其形状或发生流动,转变过程和产物有如下共同特点:相变阻力大新相形成除增加界面能外,由于存在体积变化造成应变能,相变阻力大,相变发生在较大的过冷度下。新相与母相之间存在一定的晶体学位向关系。母相的晶体缺陷对相变起促进作用缺陷处形核可得到附加能量补充,同时缺陷的存在可加快扩散过程,有利于新相晶体的生长。原子扩散迁移成为控制因素,特别是伴随成分改变的相变过程,固体中原子扩散速度慢,在温度较低时,大的相变驱动力可能改变转变类型,如从扩散型改变为协同型。易出现过渡相,有些反应不能进行到底,过渡相可以长期保留。转变温度较低,原子扩散慢,通常发生在稳定相的成分与母相相差较远时,钢中的渗碳体其实也是过渡相。茂酱姻阑涟蕉摇萎救拣薯隙誊乃右远浦斟骡珍疲粟非耗遵扫词哼精枚砾旷华科工程材料学第05章热处理华科工程材料学第05章热处理*第一节钢在加热时的组织转变一、转变温度对应铁碳相图中的线PSK线727℃A1GS线A3ES线ACM这些温度点是平衡转变温度,在固态转变中,转变实际发生需要一定的过冷或过热下,显然加热转变的实际发生温度在临界点之上,而冷却转变的实际发生温度在临界点之下。AC1、AC3、Accm表示加热时的转变温度Ar1、Ar3、Arcm表示冷却时的转变温度含始长宿秘卉挡苯粳漫语喘脊玖搞稼呻晶忘畸庚且第疟巢壹们扒坝钻世灵华科工程材料学第05章热处理华科工程材料学第05章热处理*二、奥氏体的形成过程第一节钢在加热时的组织转变以共析钢(Wc=%)为例,原始组织为层片珠光体。在铁素体和渗碳体的交界处形成奥氏体的核心;奥氏体是同时消耗两相来长大;实际上总是铁素体先消失,随后残余渗碳体的溶解;奥氏体的均匀化,各处的碳浓度都达到平均成分,随后所含其它合金元素经扩散达到成分均匀;亚(过)共析钢中过剩相的溶解(m以上)。秽傲邀婆行熙棺走坛海癣刀矽泊姿霍蓬雇瘸将认慢色渡苹惩踩蘸抨契恿苛华科工程材料学第05章热处理华科工程材料学第05章热处理*三、影响奥氏体转变的因素第一节钢在加热时的组织转变加热温度所以加热温度越高,提高原子活动迁移能力,自由能差(动力)大,奥氏体化的进程也越快。加热速度材料处于连续加热,奥氏体化的时间自然短,但是均匀化程度差。含碳量随碳量的增加,渗碳体与铁素体的界面数量也多,转变速度加快。但过共析钢中,二次渗碳体的溶解要求更高的温度,碳量的增加达到均匀化时间会增加。合金元素碳化物形成元素与碳的结合力高于铁,会阻碍碳的扩散迁移;在碳化物消失后,合金元素自己扩散达到均匀,达到均匀奥氏体化的时间要大大延长。原始组织珠光体的层片越细,界面数量多,扩散的距离小,转变速度加快,片状珠光体的转变速度高于球化珠光体。阁救窖骋爷懒女寝屋抒宽鞋狱燥墒负超翔舞长分撒百糖扶倒肃峙卜琶枪忧华科工程材料学第05章热处理华科工程材料学第05章热处理*四、,对热处理后的性能有重要影响。在热处理过程中,以后所得到的组织都是有奥氏体转变的产物,奥氏体的晶粒细小,所得到的组织也就细小,通常其力学性能也优越。在奥氏体化的过程中伴随着晶粒的长大,这是自发过程,只有控制好奥氏体化的工艺过程,才能到较细的晶粒。描述奥氏体晶粒度有以下三种不同的概念:起始晶粒度刚刚完成奥氏体化的晶粒大小称为起始晶粒度,原珠光体的层片本身细小,所有的钢这时都是非常细小、均匀的。实际工程意义不大。实际晶粒度在具体的加热温度、保温时间的条件下获得的晶粒大小。它决定于钢的成分和奥氏体化的工艺过程。宅股撅寓期捻个椿寡射见侨杜搜逛柳蚀尊炯甭矮台动樊蹈川缺雏蓬糊蹬巷华科工程材料学第05章热处理华科工程材料学第05章热处理*四、奥氏体晶粒度及其影响因素第一节钢在加热时的组织转变