10钢的热处理 C曲线(精编)
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二、钢的热处理金属材料在固体范围内进行加热、保温和冷却,以改变其内部组织,获得所需性能的一种方法称热处理。
热处理的种类很多,根据其目的、加热和冷却方法的不同,可以分为:普通热处理、表面热处理及其他热处理方法。
普通热处理有退火、正火、淬火、回火;表面热处理有表面淬火(感应加热、火焰加热等)、化学热处理(渗碳、渗氮等);其他热处理有真空热处理、变形热处理和激光热处理等。
热处理方法虽然很多,但都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的,通常用热处理工艺曲线表示。
图1-34 热处理工艺曲线示意图一、钢的普通热处理根据加热及冷却的方法不同,获得金属材料的组织及性能也不同。
普通热处理可分为退火、正火、淬火和回火四种。
普通热处理是钢制零件制造过程中非常重要的工序。
退火1.退火工艺及其目的退火是将工件加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺,实际生产中常采取随炉冷却的方式。
退火的主要目的:①降低硬度,改善钢的成形和切削加工性能;②均匀钢的化学成分和组织;③消除内应力。
2.常用退火工艺方法根据处理的目的和要求的不同,钢的退火可分为完全退火、球化退火和去应力退火等。
表1-4 为主要退火工艺方法及其应用。
表1-4 常用退火方法的工艺、目的与应用名称工艺目的应用完全退火将钢加热至Ac 3 以上30~50℃,保温一定时间,炉冷至室温(或炉冷至600℃以下,出炉空冷)细化晶粒,消除过热组织,降低硬度和改善切削加工性能主要用于亚共析钢的铸、锻件,有时也用于焊接结构球化退火将钢加热至Ac 1 以上20~40℃,保温一定时间,炉冷至室温,或快速冷至略低于Ar 1 温度,保温后出炉空冷,使钢中碳化物球状化的退火工艺使钢中的渗碳体球状化,以降低钢的硬度,改善切削加工性,并为以后的热处理做好组织准备。
若钢的原始组织中有严重的渗碳体网,则在球化退火前应进行正火消除,以保证球化退火效果主要用于共析钢和过共析钢均匀化退火(扩散退火)将钢加热到略低于固相线温度(Ac 3 或Ac cm 以上150~300℃),长时间保温(10~15h),随炉冷却。
谈谈“C”曲线第一讲C曲线的来源——奥氏体的等温转变有的老师傅说“热加工人在大干,定叫钢铁组织变。
它的变化有规律,加热按着平衡图,冷却按着C曲线。
”这话是很有道理的。
一冷却有“学问”钢在热加工时,必须有加热、保温及冷却的过程。
冷却方法虽然不同,但总不外乎两种形式:连续冷却与等温冷却。
如果随着时间的延长,温度始终接连不断地在降低,这就是连续冷却。
连续冷却不一定非得是用同一冷却速度冷至室温不可,可以先快后慢,或先慢后快等。
等温冷却是指在降温范围内的某一指定温度上,做一定时间的停留,然后再接着冷却下来的一种冷却形式。
它可以采用多个恒温段的方法依次进行冷却。
具体采用什么方式,要根据性能要求,并符合内部组织变化的客观规律。
二性能有差异大家知道,钢的退火是为了降低硬度,必须缓冷,而淬火是要提高硬度,必须快冷。
不同的冷却速度只是外因,是产生硬度差异的条件,而钢的内部组织之间的矛盾性,才是硬度变化的根据,也就是内因。
这就是说,冷却只是深刻地影响到钢的内部组织变化,而这种变化却只有通过钢内部组织转变的客观规律才能引起。
三奥氏体的等温转变奥氏体是碳在铁的面心立方晶格中的间隙固溶体。
在钢加热到Ac1以上并保温后,其内部就呈现这种组织。
奥氏体的等温转变就是把钢加热到呈奥氏体状态的温度并保温,再迅速冷到低于Ac1的某一固定温度,在此温度进行恒温,以便使奥氏体充分完成组织转变。
四C曲线的画法用不同的等温温度和停留时间,进行详细试验,就可以分别知道在每个温度下,奥氏体转变开始与结束的时间,还可以知道奥氏体在转变过程中的转变量与停留时间关系的数据。
奥氏体转变量和等温温度及停留时间,三者有不可分割的联系,利用温度—时间坐标来反映,既完整又简单。
第二讲C曲线的上部——珠光体转变区一C曲线的分区在C曲线中,共有五条主要的线。
其中有两条是曲线:代表过冷奥氏体转变开始线和结束线;有三条是水平直线:A1为高温奥氏体临界点,Ms为马氏体转变开始点,Mz为马氏体转变终了点。