钢的热处理组织观察与分析ppt课件

➢ 分级淬火 ：
把加热好的工件放入温度 在Ms点附近即150℃～ 260℃范围内的盐浴或碱 浴中，放置约2～5min， 等工件里外都达到介质温 度后出炉空冷。
分级淬火示意图
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4.常用的淬火方法
➢ 等温淬火：
把加热好的工件淬入温 度稍高于Ms点的盐浴中， 保温足够的时间，使过 冷奥氏体转变为下贝氏 体组织，然后再取出在 空气中冷却的淬火方法 称为等温淬火。
第4章 钢的热处理
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第四章 钢的热处理
第一节 钢在加热时的组织转变 第二节 钢在冷却时的组织转变 第三节 钢的退火、正火、淬火、回火 第四节 金属材料的表面处理技术
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第一节 钢在加热时的组织转变
➢ 钢的热处理是将钢经 过不同方式的加热、 保温和冷却来改变钢 的内部组织，从而获 得所需性能的一种工 艺方法 。
亚共析钢淬火组织
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三、钢的淬火
➢ 共析钢淬火温度 为Ac1 线以上30～50℃， 淬火后则为细小的马氏体
基体上分布着颗粒状渗 碳体的混合组。
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共析钢淬火组织
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三、钢的淬火
➢ 过共析钢淬火温度
为Ac1 线以上30～50℃ ，淬火后则为细小 的马氏体基体上分 布着颗粒状渗碳体 的混合组。
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四、奥氏体晶粒大小及影响因素 2.影响奥氏体晶粒大小的因素
➢加热温度及保温时间 ➢碳质量分数的影响 ➢钢中合金元素的影响
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第二节 钢在冷却时的组织转变
➢ 钢在热处理过程中，冷却是关键工序，它决定钢在冷 却后的组织和力学性能 。

231形成当a过冷到a1线以下时a产生了变化在晶界处产生了fe3c晶核长大使侧a的含量下降当fe3c长大时使到原有的a的c含量达到f时fe3c两侧形成的晶核当f长大时cmax0006向周围的a排出多原子增加了两侧a的c含量促进了fe3c片的形成如此反复24形成f与fe3c层片相间的混合组织与此同时在晶界其他部位又可能产生新的晶核fe3c小片并不断交替生核长大直到各种不同取向的p晶团群彼此相遇a全部转变为p
三) 转变产物的组织与性能
1.珠光体型 ( P ) 转变 ( A1～550℃ ) : A1～650℃ : P ; 5～25HRC; 片间距为0.6～0.7μm ( 500× )。
650～600℃ : 细片状P---索氏体(S); 片间距为0.2～0.4μm (1000×); 25～36HRC。
600～550℃:极细片状P---屈氏体(T); 片间距为＜0.2μm ( 电镜 ); 35～40HRC。
珠光体形貌像
光镜下形貌
电镜下形貌
索 氏 体 形 貌 像
光镜形貌
电镜形貌
屈 氏 体 形 貌 像
光镜形貌
电镜形貌
三) 转变产物的组织与性能
2.贝氏体型 ( B ) 转变 ( 550～230℃ ) :
形成，F 与 Fe3C 层片相间的混合组 织，与此同时，在晶界其他部位又可能 产生新的晶核（ Fe3C 小片），并不断 交替生核长大，直到各种不同取向的P晶 团（群）彼此相遇，A全部转变为P。 由此可见，P的形成，包含两个不 同的过程： 通过C的扩散而使成分产生改变，即 由含C量0.8％（0.77％）的A 含 C量极高的Fe3C和含C量极低的F转变；
( % ) 50 40 30 20 10 0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Wc 100

3.碳化物的转变（250~450℃） 250℃以上回火时， ε碳化物将逐渐转变为稳定的渗碳体组织，到450℃时全 部转变为高度弥散分布的渗碳体。α固溶体中的含碳量已 降到平衡含量而成为铁素体，但其形态仍为针状。由针 状铁素体和高度弥散分布的渗碳体组成的组织——回火 托氏体。
4.渗碳体的聚集长大和铁素体的再结晶（450~700℃） 450℃以上，在渗碳体球化、长大的同时，铁素体在 500~600℃开始再结晶，铁素体由板条状或针状转变为 多边形晶粒。这种在多边形铁素体基体上分布着颗粒状 渗碳体的组织——回火索氏体 。
（2）加热速度 加热速度越快，转变温度越高， 转变时间越短，转变速度越快。
（3）钢的原始组织 原始组织越细，晶核的形 成速度就越快，形成速度较快。
（二）奥氏体晶粒长大及其影响因素
1.奥氏体晶粒度 两种表示方法：用晶粒的平均尺寸 表示；另一种是用晶粒度N来表示。
2.奥氏体晶粒的长大
奥氏体起始晶粒，奥氏体起始晶粒度，实际晶粒，实际晶 粒 度，本质晶粒度，本质粗晶粒钢，本质细晶粒钢
②下贝氏体 在350℃~Ms温度范围内形成的，由含 碳过饱和的针片状铁素体和铁素体片内弥散分布的碳化 物组成。
下贝氏体组织具有 较高的强度、硬度，同 时具有良好的塑性和韧 性。常用等温淬火的方 法获得。
（3）低温转变（马氏体型转变） 在Ms线以下，过冷 奥氏体将转变成马氏体组织，在过冷奥氏体的连续冷 却转变中介绍。
理想的淬火冷却曲线
生产中常用的淬火冷却介质 （1）水及水溶液
（2）油 机械油、变压器油、柴油、植物油等
（二）淬火方法
1.单介质淬火 将奥氏体 化的工件投入一种淬火冷却介 质中，一直冷却到室温的淬火 方法。
一般碳钢在水或水溶液中 淬火，合金钢在油中淬火等均 属单液淬火。

度高、保温时间长, 晶粒粗大.
⑵加热速度: 加热速度越快,过热 度越大, 形核率越高, 晶粒越细.
⑶合金元素：
Nb/%
Nb、Ti对奥氏体晶粒的影响
阻碍奥氏体晶粒长大的元素:
Ti、V、Nb、Ta、Zr、W、
Mo、Cr、Al等碳化物和氮 化物形成元素。
析出颗粒 对黄铜晶 界的钉扎
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促进奥氏体晶粒长大的元素：Mn、P、C、N。 ⑷ 原始组织: 平衡状态的组织有利于获得细晶粒。 奥氏体晶粒粗大，冷却后的组织也粗大，降低钢的
由于加热冷却速度直接影响转变温度，因此一般手册
中的数据是以30-50℃/h 的速度加热或冷却时测得的.
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第二节 钢在加热时的转变
加热是热处理的第一道工序。加热分两种：一种是在
A1以下加热，不发生相变；另一种是在临界点以上加 热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化。
一、奥氏体的形成过程
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℃
第四步 奥氏体成分均匀 共析钢奥氏体化曲线（875℃退火）
化：Fe3C溶解后，其所 温 度
在部位碳含量仍很高， ，
通过长时间保温使奥氏
体成分趋于均匀。
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共析钢奥氏体化过程
亚共析钢和过共析钢的奥 氏体化过程与共析钢基本 相同。但由于先共析 或 二次Fe3C的存在，要获得 全部奥氏体组织，必须相 应加热到Ac3或Accm以上.
常温力学性能，尤其是塑性。因此加热得到细而均 匀的奥氏体晶粒是热处理的关键问题之一。
真空热处理炉
箱式可控气氛多用炉
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第三节 钢在冷却时的转变
冷却是热处理更重要的工序。 一、过冷奥氏体的转变产物及转变过程