布氏硬度和洛氏硬度对照表 - 图文(8)

应用广泛:机械制造业中70%零件需热处理.汽车 拖拉机 制造业70~80% 量具 刃具 模具 滚动轴承等100% 二 目的

1 冶金 锻 铸 焊毛坯或成品,消除缺陷,改善工艺性能.为后续加工(如机加)做好组织,性能,准备. 退火 正火

2 是钢件的机械性能提高,达到钢件的最终使用性能指标,以满足机械零件或工具使用性能要求. 淬火+回火 表面淬火 化学处理 l 依据:状态图

§2 热处理过程中的组织转变 一 钢在加热时的组织转变 1 临界温度:

状态图上 A1 : 共析线(P-A)

临界温度: A3 : A析出F(F-A) 极缓慢冷却 Acm : A 析出Fe3CⅡ( )

实际加热临界温度 Ac1 Ac3 A ―过热‖

Accm

实际冷却临界温度 Ar1 P Ar3 A 析出F ―过冷‖ Arcm 析出Fe3CⅡ

2组织转变

1) 共析钢: P(F+Fe3C)---A

(1) A晶核形成:F和Fe3C界面上先形成A晶核 (因界面原子排列不规则,缺陷多,能量低)

(2) A晶核长大:F晶格转变,Fe3C不断溶入A, A晶核不断生成,长大.F转变快, 先消失. (3) 残余渗碳体的溶解:随保温时间加长, 残余Fe3C逐渐溶入A

(4)A成分均匀化: A转变完成后,各处含C浓度不均匀,继续保温,C充分扩散,得到单一的均匀A

这个过程是A重结晶的过程.

2) 亚共析钢: F+P—Ac1—F+A—Ac3---A

3) 过共析钢: P+ Fe3CⅡ--Ac1—A+ Fe3CⅡ--Accm---A(晶粒粗化) 二 钢在冷却时的组织转变

(钢在室温时的机械性能不仅与加热,保温有关,与冷却过程也有关) 1 冷却方式

1) 连续冷却: 时加热到A的钢,在温度连续下降的过程中发生组织转变. 水冷 油冷 空冷(正火) 炉冷(退火)

2) Ar1 (2) (1)

等温冷却: 使加热到A的钢,先以较快的速度冷却到Ar1线下某一温度,成为过冷A,保温,使A在等温下发生组织转变,转变完,再冷却到室温. 等温退火 等温淬火 2 共析钢冷却时的等温转变

以共析钢为例,进行一系列不同过冷度的等温冷却实验,可以测出过冷奥氏体在恒温下开始转变和转变终了的时间,画到‖温度—时间‖坐标系中,然后,把开始转变的时间和转变终了的时间分别连接起来,即得到共析钢的奥氏体等温转变曲线.又叫C曲线.

1) 高温产物:

Ar1 ～650℃ P 层片较厚 500X 显微镜 HRC10-20

650～600℃ 细珠光体 索氏体S HRC25~35 层片较薄 800~1000X 600～550℃ 极细珠光体 屈氏体T HRC30~40 层片极薄

l a）以上三种均为F+ Fe3C 层片相间的珠光体，只是层片厚度不同。 l b）由于过冷度从小到大，原子活动能力由强到弱，致使析出的渗 碳体和铁素体层片越来越来薄。

l c）珠光体层片越薄，塑变抗力越大，强，硬越大。 2）中温产物

550~350℃ 上贝氏体 B

上

电镜下观察，渗碳体不连续，短杆状，分布于许多平

行而密集的铁素体条之间。

350 ~ 230℃ 下贝氏体 B下 比B上 有较高强、硬、韧、塑。片状过饱和F和其内部沉淀的碳化物组织（因为过饱和F有析出Fe3C倾向，但过冷度太大，导致碳原子没能扩散超出F片，只是在片内沿一定晶面聚集，沉淀出碳化物粒子） 3）低温转变产物：

230 ~ -50℃ 马氏体（M）+残余A 马氏体：过饱和的α固溶体―M‖

（由于温度低，原子活动能力低，晶格转变完成，但是，C原子不能从面心中扩散出来，仍留在体心中，形成过饱和α固溶体） ∵ 晶格严重畸形，∴ M硬↑ HRC65 塑 韧 →0 3 共析钢连续冷却转变

连续冷却可能发生几种转变，很复杂。

共析钢连续冷却，只有珠光体转变区和马氏体转变区。 珠光体转变区：三条线构成：开始，终了，终止线 冷却速度过―开始‖―终了‖线，组织为珠光体 冷却速度过―开始‖―终止‖线，组织为珠光体和马氏体 冷却速度不过珠光体区，则为M §3 钢的热处理工艺

热处理: 整体热处理: 退火 正火 淬火 回火 表面热处理: 表面淬火 化学热处理—渗碳 渗氮

一 退火

将钢件加热到高于或低于钢的临界点,保温一定时间,随后在炉内或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却,以获得接近平衡的组织,这种工艺叫—

目的: 1) 降低硬度—切削加工

2) 细化晶粒,改善组织—提高机械性能 3) 消除内应力—淬火准备 4) 提高塑性,韧性—冷冲压, 冷拉拔

1 完全退火:将钢加热到Ac3以上30~50℃,保温一定时间后,缓慢冷却以获得接近平衡状态组织(P+F)的热处理工艺.

目的:通过完全重结晶,使锻,铸,焊件降低硬度,便于切削加工,同时可消除内应力,使A充分转变成正常的F和P. 应用: 亚共析钢

* 不能用于共析钢,∵在Accm以上缓冷,会析出网状渗碳体(Fe3CⅡ),脆性↑

2 不完全退火:将共析钢或过共析钢加热到Ac1以上20~30℃,适当保温,缓慢冷却的热处理工艺-- 又叫球化退火.

目的:使珠光体组织中的片状渗碳体转变为粒状或球状,这种组织能将低硬度,改善切削加工性.并为以后淬火做准备.减小变形和开裂的倾向. 应用:共析钢,过共析钢(球化退火)

3 等温退火：将钢件加热到Ac3A（亚共析钢）或Ac1(共析钢或过共析钢)以上,保温后较快地冷却到稍低于Ar1的温度,再等温处理,A转变成P后,出炉空冷. 目的: 节省退火时间,得到更均匀的组织,性能. 应用: 合金工具钢,高合金钢

4 去应力退火:将钢加热到Ac1以下某一温度(约500~650℃)保温后缓冷. (又叫低温退火) 目的:消除内应力

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