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机械工程材料第4章ppt

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第4章机械零件摩擦

第4章机械零件摩擦

气体润滑剂 液体润滑剂 固体润滑剂 半固体润滑剂
4.3 润滑剂、添加剂
1、润滑油
润滑油
机油：动物油、植物油 矿物油：来源充足、价格低廉、用途广。 化学合成油
评定指标 1）粘度：
① 动力粘度： 油呈层流分布，层与层之间 的摩擦剪应力τ应满足如下关系：
v
y
此式称为牛顿液体流动定律。
η——比例常数，即：流体动力粘度。表征液体内摩擦阻力大小。 单 位：国际单位： Pa.s（帕.秒） 绝对单位： 称为1P（泊） P=0.1Pa.s=100cP(厘泊)
粘着力Fa：两金属表面间互相粘着的凸峰剪断力。 犁刨力Fm：较硬的凸峰在较软的凸峰的犁刨作用。
因此，摩擦力为：
F fFn Fa Fm Fn( fa fm)
干摩擦特点：摩擦系数一般在f=0.1数量级，阻力大、 磨损重、发热高、易胶合、寿命短。
4.1 摩 擦
2、边界摩擦： 两金属表面间由于润滑油与金属表面的吸附作用，
4.3 润滑剂、添加剂
② 运动粘度


(Pa s) (kg / m3)
m2 / s
单 位：St（斯）。 换算关系：1St=1cm2/s=100cSt=10-4m2/s
1cSt=1mm2/s
注：根据国家标准GB443-84规定，润滑油在40℃的运动粘度中心 值作为润滑的牌号。 例如：牌号L-AN5润滑，在40℃时其运 动粘度为5.06cSt.
2)润滑性（油性） ——物理膜 润滑性是指润滑油中极性分子与金属表面吸附形成一层边界油
膜，以减小摩擦和磨损损性能。 适用于低速、重载或润滑不充分的场合。
3）极压性 ——（化学膜） 极压性能是润滑油中加入硫、氯、磷的有机极性化合物事，油

第四章 材料的疲劳ppt课件

第四章 材料的疲劳ppt课件

对青铜：
σ-1 =0.21 σb
疲劳极限与材料强度近似成正比，所以合金化、
细化晶粒和组织等强化方法可以提高材料的疲劳
极限。
.
（2）非对称应力循环下的疲劳极限
大多数机械零件所承受载荷属于非对称循 环应力。 ——考虑平均应力、应力幅、应力比
应力比提高， 疲劳极限和 疲劳寿命增 长!
.
平均应力提高，疲劳极限和疲劳寿命减小!
不适用于循环频率较高的试验，故也称低频疲劳或应变疲劳。
.
观察试件在这一阶段的破坏断口，可见到材料已
发生塑性变形的特征。所以低周疲劳性能常用应 变-寿命曲线表征。一般的疲劳曲线特指N>104范
围内的应力-寿命曲线。
有些机械零件，例如一次性使用的火箭发动机的某些零件、 导弹壳体等，在整个使用寿命期间应力变化次数只有几百到 几千次，故其疲劳属于低周疲劳。但对绝大多数通用零件来 说，当其承受变应力作用时，其应力循环次数总是大于 10000的。所以大部分是高周疲劳。
.
例题
疲劳试验的平均应力是50MPa，应力变化 幅度是30MPa。试计算：1、最大应力；2、 最小应力；3、应力比。
解：平均应力σm= (σmax+σmin)/2=50 应力变化Δσ=2σa= (σmax-σmin)=30 σmax=65MPa；σmin=35MPa；r=0.54
.
1.2 疲劳破坏
德国人Wohler针对火车车轴疲劳进行研究， 得到了循环应力（S）与疲劳循环寿命（N） 之间的关系。——疲劳曲线（S-N曲线）
.
旋转弯曲疲劳试验
试样旋转并承受一弯矩。 产生弯矩的力恒定不变且 不转动。试样可装成悬臂， 在一点或两点加力；或装 成横梁，在四点加力。试 验一直进行到试样失效或 超过预定应力循环次数。

机械工程基础第4章

机械工程基础第4章
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第２节 运动副及平面机构运动简图
• （２）由原动件开始，按照运动传递的顺序，分析各构件之间相对运 动的性质，从而确定组成该机构的构件（数目与形状）、运动副（数 目和类型）；
• （３）选择平行于构件运动的平面为视图平面，选定适当的比例尺；
• （４）用简单的线条和规定的构件及运动副符号，绘制机构运动简图。 绘制时应撇开与运动无关的构件复杂外形和运动副的具体构造。同时 应注意，选择恰当的原动件位置进行绘制。避免构件相互重叠或交叉。
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第２节 运动副及平面机构运动简图
• （１）转动副：组成运动副的两构件之间只能绕某一轴线作相对转动 的运动副。如图４－８（ａ）所示，通常转动副的具体形式是用铰链 连接，所以转动副也称作铰链。转动副使构件失去２个移动的自由度， 保留了１个转动的自由度。
• （２）移动副：组成运动副的两构件只能作相对直线移动的运动副。 如图４－８（ｂ） 所示，两构件互相限制了沿ｙ轴的移动和在ｘｙ 平面内绕任一点的转动，只允许沿ｘ轴移动。移动副使构件失去１个 移动和１个转动的自由度，只保留了１个移动的自由度。所以，平面 机构中的低副引入了两个约束，仅保留一个自由度。
• 一、机构的平行移动 • 机构在运动过程中，若其内任一直线始终平行于它的初始位置，则称
此种运动为机构的平行移动，简称为平动。机构平动时，若其上各点 的轨迹是直线，则称为直线平动；若其上各点的轨迹是曲线，则称为 曲线平动。
下一页 返回
第１节 机构的三种运动形式
• 图４－１所示为在直线道路上行驶车辆的运动，其上的直线ＡＢ在运 动过程中始终与它的初始位置平行，且轨迹线是一条水平直线，因此 是直线平动。图４－２所示摆式送料机料槽的运动，其上的直线ＡＢ 在运动过程中始终与它们的初始位置平行，但轨迹线是曲线，因此是 曲线平动。

机械工程材料ppt课件

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1,纯铁(重要特性是结晶过程具有同素
目 录 异构转变 );
2, 铁素体 :是碳溶于α-Fe中形成的固
上一页 溶体，常用符号“α”或“F”表示。
下一页
3,奥氏体 :奥氏体是碳溶于γ-Fe中形
成的固溶体，用“γ”或“A”表示。
4,渗碳体:是铁与碳的稳定化合物Fe3C，
退出

其碳的质量分数为6.69％。 渗碳体在高温下可以分解形成石墨态的自
第3章 合金的相结构与二元合金相图
目录
上一页 下一页 退出
• 3.1 合金的相结构 • 3.2 匀晶相图 • 3.3 共晶相图 • 3.4 合金的性能与相图的关系
2020/11/4
7
常见心律失常心电图诊断的误区诺如 病毒感 染的防 控知识 介绍责 任那些 事浅谈 用人单 位承担 的社会 保险法 律责任 和案例 分析现 代农业 示范工 程设施 红地球 葡萄栽 培培训 材料
4.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织
目
录
•
铁碳合金按其碳的质量分数及室温平衡组织 分为三大类，即工业纯铁、钢和铸铁。
• 4.3.1 工业纯铁: (Wc<0．0218％)室温平衡组织
上一页 为铁素体加少量Fe3CⅢ;
下一页 • 4.3.2 共析钢 :室温平衡组织为珠光体 ; • 4.3.3 亚共析钢 :在室温下的组织由先共析铁素
再结晶 • 第3章 合金的相结构与二
元合金相图 • 第4章 铁碳合金 • 第5章 钢的热处理 • 第6章 合金钢 • 第7章 铸铁
• 第8章 有色金属及其合金 • 第9章 非金属材料 • 第10章 纳米材料与功能材料 • 第11章 铸造 • 第12章 金属压力加工 • 第13章 焊接 • 第14章 机械零件的选材及工

机械工程材料-4章 钢铁材料

机械工程材料-4章 钢铁材料

③对回火转变的影响
合金元素提高淬火钢的回火稳 定性。合金元素能使铁原子和碳原 子扩散速度减慢，淬火钢回火时马 氏体分解减慢，析出的碳化物难于 聚集长大，保持一种较细小、分散 的状态。 因此淬火回火后合金钢的硬度 和强度高，这有利于提高结构钢的 强度、韧性和工具钢的红硬性。 合金元素使钢产生二次硬化现 象。高合金钢在500～600℃度范围 回火时，其硬度并不降低，反而升 高，这种现象称为二次硬化。
2.工业用钢的编号方法
①普通碳素结构钢
1）碳素钢
质量等级符号含义 A：只保证力学性能 ，要求最低 B：只保证化学成分； C：保证力学性能、化学成分； D：保证力学性能、化学成分、金相组织。
Q 235–A F Q XXX–X X
脱氧方法符号：F、B、Z、TZ 质量等级符号：A、B、C、D 钢的屈服强度数值（MPa）
②合金工具钢
一位数字 + 元素符号 + 数字
合金元素含量，单位1% 合金元素符号 平均含碳量，单位：0.1%；Wc＞1% 时不标出
注： 当合金元素含量小于1.5％时，只标明元素符号，不标含 量；当含量在1.5%～2.5% 时标2，在2.5%～3.5% 时标3…… 当Wc≥1%时，不标出含碳量，避免与合金结构钢混淆。 高速钢（W18Cr4V，Wc=0.7%-0.8% ）例外。 例：9SiCr表示Wc=0.9％，Si、Cr的含量都小于1.5％。
合金元素溶入铁素体对合金性能的影响
2 与铁的相互作用
铁素体形成元素：即缩小奥 氏体相区的元素，包括Cr、Mo、 W、Ti、Si、Al、B等。如欲得到 室温铁素体钢，需向钢中加入铁素 体形成元素。
奥氏体形成元素：即扩大奥 氏体相区的元素，包括Ni、Mn、 Co、Cu、Zn、N等。如欲得到室 温奥氏体钢时，需向钢中加入奥 氏体形成元素。

《机械制造工程原理》第4章

《机械制造工程原理》第4章

如对孔系的加工，常用划针在毛坯上按零件图要求先划线，
画出中心线、对称线或各加工表面的加工位臵，然后，按
其划线找正工件在机床上的正确位臵。这种方法称为划线 特点:划线找正的误差较大，因为线宽约有0.2-0.5mm， 找正安装法。 且划线时也会有误差。划线时虽能兼顾各表面的加工余量、 壁厚和装配要求等因素，但由此也增加了划线时间，又需 技术水平高的划线工。这种安装法也仅在单件小批量生产 中使用
2．工件定位的四种方式 （限制工件自由度与加工要求的关系） 工件在夹具中的定位问题，是夹具设计中首先要解 决的主要问题。在分析工件定位的问题时，定位基准 的选择是一个关键问题。工件定位基准一旦被选定， 则其定位方案也基本被确定了。定位基准一般在工艺 规程中选定，设计夹具时可直接引用。但当工艺规程 选定的定位基准不合理时，夹具设计者应会同工艺人 员共同协商进行改选，以使所设计出的夹具结构合理， 操作简便。必须指出，与定位支承点相接触的工件表 面称为定位基面。工件的定位是通过工件定位基面与 定位支承点相接触来实现的。
2. 机床夹具的分类
1）按夹具的使用范围可分为： 通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具等。 2）按所用的机床不同夹具可分为： 钻床夹具、镗床夹具、车床夹具、磨床夹具、拉床夹具等。 3）按夹具上所采用的夹紧动力装置不同可分为： 手动夹具、气动夹具、液压夹具、磁力夹具等。
三爪卡盘
四爪卡盘
万向平口钳
回转工作台
常见定位分析
完全定位：
侧挡销 短圆柱销
平面支承 图2-54 连杆钻孔定位方案
常见定位分析
不完全定位：
侧挡销 短圆柱销
平面支承 图2-54 连杆钻孔定位方案
Z
Y X Z X a）
Z Y X b） Z

工程材料与机械制造基础 第四章 铁碳合金相图及碳素钢


织为单相A （γ）
① 亚共析钢 (0.0218~0.77%C) ② 共析钢 (0.77%C) ③ 过共析钢
亚共 共析 析钢 钢 工 业 纯 铁 过 共 析 钢 亚 共 晶 白 口 铁 共 晶 白 口 铁 过 共 晶 白 口 铁
(0.77~2.11%C)
§4-3 铁碳合金的结构和相图
三、典型成分铁碳合金的平衡结晶过程
Fe3C
Ｐ
过共析钢组织金相图
§4-3 铁碳合金的结构和相图
三、典型成分铁碳合金的平衡结晶过程

过共析钢室温组织为P+ Fe3CⅡ。 Fe3CⅡ量随含碳量而增加, 含碳量为2.11%时, Fe3CⅡ量最大：
含1.4%C钢的组织
§4-3 铁碳合金的结构和相图

室温下两相的相对重量百分比：
1 2
3 4
3

在2点, 共晶
(A)发生共析反应，转变为珠光体，这种由
P与 Fe3C组成的共晶
体称低温莱氏体, 用
Le’表示。 2 点以下，共晶体中P 的变化同共析钢。
S
§4-3 铁碳合金的结构和相图

共晶白口铁室
温组织为Le’
(P+ Fe3C), 它 保留了共晶转 变产物的形态 特征。

室温下两相的 相对重量百分 比为：
d). 1.2%C 铁素体+二次渗碳体 500×
§4-3 铁碳合金的结构和相图
三、典型成分铁碳合金的平衡结晶过程
5、共晶白口鉄的结晶过程
合金冷却到C点发生共晶反应全部转变为莱氏体(Le),莱氏体是共晶 (A)
与共晶Fe3C的机械混合物, 呈鱼骨状。

Fe3C
§4-3 铁碳合金的结构和相图

第4章+(3)二元合金相图

2.将临界点标 在温度-成分坐 标中的成分垂 线上。
3.将垂线上相 同意义的点连 接起来，并标 上相应的数字 和字母。
大连理工大学经济系0501班 姜珊
8
第4章 二元合金相图
[本章内容]:
4.1二元合金相 图的建立
二元相图的建立步骤
4.2二元相图的 基本类型与分析
由凝固开始温度连接起来的相界线称为液相线；
由凝固终结温度连接起来的相界线称为固相线。
(a)Cu-Ni合金的冷却曲线 (b) Cu-Ni 合金相图
大连理工大学经济系0501班 姜珊
9
第4章 二元合金相图
[本章内容]:
4.1二元合金相 4.2.1 二元匀晶相图---相图分析
图的建立
4.2二元相图的 特点：
基本类型与分析 液、固态下均无限互溶。
3
第7章 钢的热处理
3
第8章 钢的合金化
大连理工大学经济系0501班 姜珊
3
第4章 二元合金相图
[本章内容]:
4.1二元合金相 图的建立
4.2二元相图的 基本类型与分析
1. 组元
组成合金的最简单、最基本、能够独立存在的 物质。
多数情况下组元是指组成合金的元素。但对于既 不发生分解、又不发生任何反应的化合物也可看 作组元, 如Fe-C合金中的Fe3C，Mg-Si中的Mg2Si。
Cu-Ni合金的平衡组织与枝晶偏析组织
平衡组织
枝晶偏析组织
大连理工大学经济系0501班 姜枝珊 晶偏析组织
19
第4章 二元合金相图
[本章内容]:
4.1二元合金相 图的建立
4.2二元相图的 基本类型与分析
4.2.2 二元共晶相图
•当两组元在液态 下完全互溶，在 固态下有限互溶, 并发生共晶反应 时所构成的相图 称作共晶相图。

工程材料力学性能 第四章 金属的断裂

第四章 金属的断裂韧度
金属的断裂知识
断裂是机械和工程构件失效的主要形式之一。 • 失效形断式：磨损、腐蚀和断裂 。断裂的危害最大 。 断裂是工程构件最危险的一种失效方式，尤其是脆性 断裂，它是突然发生的破坏，断裂前没有明显的征兆， 这就常常引起灾难性的破坏事故 • 断裂是材料的一种十分复杂的行为，在不同的力学、 物理和化学环境下，会有不同的断裂形式。 研究断裂的主要目的是防止断裂，以保证构件在服役 过程中的安全。

二、金属断裂强度
理论断裂强度就是把金属原子分离开所需的最大应 力 金属的理论断裂强度可由原子间结合力的图形算出， 如图。图中纵坐标表示原子间结合力，纵轴上方为 吸引力下方为斥力，当两原子间距为a即点阵常数 时，原子处于平衡位置，原子间的作用力为零。如 金属受拉伸离开平衡位置，位移越大需克服的引力 越大，引力和位移的关系如以正弦函数关系表示，

金属中含有裂纹来自两方面：一是在制造 工艺过程中产生，如锻压和焊接等；一是 在受力时由于塑性变形不均匀，当变形受 到阻碍(如晶界、第二相等)产生了很大的 应力集中，当应力集中达到理论断裂强度， 而材料又不能通过塑性变形使应力松弛， 这样便开始萌生裂纹。
ຫໍສະໝຸດ （二）裂纹形成的位错理论
裂纹形成可能与位错运动有关。 1．甄纳—斯特罗位错塞积理论 甄纳(G．zener)1948年提出. 如果塞积头处的应力集中不能为塑性变形所松弛，则塞积头处 的最大拉应力能够等于理论断裂强度而形成裂纹。



解理断裂过程包括如下三个阶段： 塑性变形形成裂纹；裂纹在同一晶粒内初期长大； 裂纹越过晶界向相邻晶粒扩展。
甄纳—斯特罗理论存在的问题： 在那样大的位错塞积下，将同时产生很大切应力 的集中，完全可以使相邻晶粒内的位错源开动，产 生塑性变形而将应力松弛，使裂纹难以形成。

《机械工程材料(第2版)》电子教案 第4章 金属的塑性变形与再结晶

第4章 金属的塑性变形与再结晶
4.1金属的塑性变形 4.2冷塑性变形对金属性能与组织的影响 4.3回复与再结晶 4.4金属的热塑性变形
4.1 金属的塑性变形
4.1.1单晶体的塑性变形
单晶体受外力作用，当外力较小时，发生弹性变形，当外力超 过一定数值后，发生塑性变形。单晶体的塑性变形主要是以 滑移的方式进行的。即晶体的一部分沿着一定的晶面和晶向 相对于另一部分发生滑动。晶体中能够发生滑移的晶面和晶 向，称为滑移面和滑移方向。滑移面和滑移方向越多，金属 的塑性越好。
在工业生产中，为保持金属经冷塑性变形后的高强度，往 往采取回复处理，以降低内应力，适当提高塑性。例如冷拔 钢丝弹簧加热到250—300℃，青铜丝弹簧加热到120～150℃， 就是进行回复处理，使弹簧的弹性增强，同时消除加工时带 来的内应力。
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4.3 回复与再结晶
2.再结晶
当冷塑性变形金属加热到较高温度时，由于原子活动能力 增加，原子可以离开原来的位置重新排列。由畸变晶粒通过 形核及晶核长大而形成新的无畸变的等轴晶粒的过程称为再 结晶。再结晶过程首先是在晶粒碎化最严重的地方产生新晶 粒的核心，然后晶核吞并旧晶粒而长大，直到旧晶粒完全被 新晶粒代替为止。
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4.2 冷塑性变形对金属性能与组织 的影响
金属的冷塑性变形可使金属的性能发生明显变化，这种变化是 由塑性变形时金属内部组织变化所决定的。
1.形成纤维组织，性能趋于各向异性 2.产生冷变形强化 3.形成形变织构 （择优取向） 4.产生残留应力
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4.3 回复与再结晶
1.回复
当加热温度不太高时，原子活动能力有所增加，原子已能 作短距离的运动，使晶格畸变程度大为减轻，从而使内应力 有所降低，这个阶段称为回复。然而这时的原子活动能力还 不是很强，所以金属的显微组织无明显变化，因此力学性能 也无明显改变。、硬度显著下降，塑性显著上升，使变形金属的组织 和性能基本上恢复到变形前的状态。
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水 油 冷 冷
S
M+A’
T+M+A’
明最终转变产物。
用TTT曲线定性说明共析钢连续冷却时 的组织转变
38
4.3.2 A过等温冷却转变的组织和性能
随过冷度不同，A过将发生珠光体（P）转变、贝
氏体(B)转变和马氏体(M)转变三种类型的转变。
现以共析钢为例说明：
39
㈠ 珠光体转变
1、珠光体的组织形态及性能
16
4.2.3 奥氏体晶粒大小及其影响因素
A晶粒细小均匀，冷却后钢的组织则 细小弥散，强度、塑性及韧性都较高。 反之，晶粒粗大，性能变坏，特别是
ak更差。
1、奥氏体晶粒长大
奥氏体化刚结束时的晶粒度称起始晶
粒度，此时晶粒细小均匀。
t加↑或τ保温↑，A晶粒进一步长大, 这也是一个自发的过程。A晶粒长大过程与再结晶晶粒长大过程相同。
Ac1
温度，℃
钢的本质粗晶粒度示意图
2、影响A晶粒长大的因素
⑴ 加热温度和保温时间： t加高、τ保长，A晶粒粗大。 ⑵ 加热速度： 速度越快, 过热度越
奥氏体晶粒尺寸/μm Nb/%
大, 形核率越高, 晶粒越细。
⑶ 合金元素：
阻碍A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。
8
预备热处理与最终热处理(据在工艺流程中的位置和作用)
预备热处理—为随后的加工（冷拔、冲压、切削）或后续热 处理作准备的热处理。 最终热处理—赋予工件所要求的使用性能的热处理。
W18Cr4V钢热处理工艺曲线
预备热处理
最终热处理
时间
9
4.1.3 热处理中的滞后现象（临界温度与实际转变温度）
铁碳相图中PSK、GS、ES线分别用A1、A3、Acm表示。
27
C 曲线的分析
⑴ 转变开始线与纵坐标 之间的距离为孕育期。
孕育期越短, A过稳定性越小。 孕育期最小处称C 曲线的 “鼻尖”。 碳钢鼻尖处的温度为550℃。
28
C 曲线的分析
在鼻尖以上，温度较高，相
变驱动力小。即：
上部：随T ↓ ，△T↑，孕育期↓ ，
V转变变快
在鼻尖以下，温度较低，扩
散困难。 A过稳定性↑。即： 下部：随T ↓ ，△T↑，孕育期↑， V转变变慢
机械工程材料
Materials For Mechanical Engineering
1
第4章 钢的热处理
改善钢的性能，主要有两条途径：
一是合金化，这是下几章研究的内容；
二是热处理，这是本章要研究的内容。
2
本章内容
4.1 概述
4.2 钢在加热时的转变
4.3 钢在冷却时的转变
4.4 钢的退火与正火
4.5 钢的淬火与回火
当连续冷却曲线碰到转变中 止线时，P转变中止，余下的 A一直保持到Ms以下转变为 M。
Vk’Vk 共析钢的CCT曲线
36
共析温度
图中的 Vk 为CCT
曲线的临界冷却
速度，即获得全部 马氏体组织时的最 小冷却速度。 Vk为TTT曲线的
200
连续冷却转 变曲线 正火 油淬 完全退火
等温转 变曲线
水淬
电镜形貌
800-1000倍光镜 下可辨。
光镜形貌
42
⑶ 托氏体 (T) 形成温度为600-550℃，片层极薄，电镜下可辨。
电镜形貌
光镜形貌
43

P、T、S三种组织无本质区别， 只是形态
上的粗细之分，因此其界限也是相对的.

过冷奥氏体连续冷却转变图又称CCT(Continuous-Cooling-
Transformation diagram)曲线，是通过测定不同冷速下A过
的转变量获得的。
亚共析钢CCT曲线
共析钢CCT曲线
过共析钢CCT曲线
35
1、共析钢的CCT曲线
共析钢的CCT曲线没有贝氏 体转变区，在珠光体转变区
之下多了一条转变中止线。
17
A晶粒度
实际晶粒度—在给定温度下
A的晶粒度.
本质晶粒度—加热时A晶粒 的长大倾向。
通常将钢加热到930 10℃奥氏体 后，设法把A晶粒保留到室温来判断。 A晶粒度为1-4 级为本质粗晶粒钢。 5-8 级为本质细晶粒钢。 前者晶粒长大倾向大，后者晶粒长 大倾向小。
18 本质细晶粒钢 930~950℃ 本质粗晶粒钢
冷却是热处理时最关键、更重要的工序。
处于临界点A1以下的奥氏体称过冷奥氏体。 A过是非稳定组织，迟早要发 生转变。 A过转变产物决定于转变温度，而转变温度又取决于冷却方式和冷却速度。 生产中，常用的冷却方式有等温冷却和连续冷却两种。
A1
两种冷却方式示 意图
1——等温处理
2——连续冷却
21
4.3.1 过冷奥氏体等温冷却转变曲线

铸造
3. 热处理适用范围:
只适用于固态下发生相变 的材料，不发生固态相变
的材料不能用热处理强化。
轧制
6
4.1.2 热处理的分类
热处理原理：描述热处理时钢中组织转变的规律称热处理原理。 热处理工艺：根据热处理原理制定的温度、时间、介质等参数称
热处理工艺。
(a)940淬火+220回火（板条M回+A’少）(b)(c)(d)940淬火+820、780、750淬火（板条M+条状F+A’少） (e)940淬火+780淬火+220回火（板条M回+条状F+A’少）(f)780淬火+220回火（板条M回+块状F）
4.6 钢的表面热处理
4.7 热处理的新技术、新工艺
4.8 热处理工艺路线安排与技术条件标注
3
4.1 概 述
4.1.1 热处理的概念
1. 热处理: 是指将钢在固态下加热、保温和冷却, 以 改变钢的组织结构, 获得所需要性能的一种工艺。 为简明表示热处理 的基本工艺过程，
通常用温度—时间
坐标绘出热处理工
29
C 曲线的分析
Why出现上述现象？
∵ ① 上部：△T↑，△F也↑，相变驱动力↑;
② T↓，扩散系数D也↓，扩散能力↓。
∴有了C“鼻子”最佳转变条件处: 上部: △F 主宰， 下部: D 主宰。
⑵ C曲线明确表示了A过在不同温度下的等温转变
产物。
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3、影响 C 曲线的因素
⑴ 成分的影响
① 含碳量的影响：共析钢的A过最稳定，C曲线最靠右。
A过在 A1~ 550℃间将转变为P类型组织， 是F与Fe3C片层相间的机械混合物. 根据片层厚薄不 同，又细分为 珠光体、 索氏体、 和托氏体。
托氏体
索氏体
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珠光体
⑴ 珠光体 (P)
形成温度为A1~650℃，片层较厚，500倍光镜
下可辨.
光镜下形貌
电镜下形貌
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⑵ 索氏体 (S)
形成温度为650~ 600℃，片层较薄.
20CrMnTi钢不同热处理工艺的显微组织
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依加热、冷却方式等不同，热处理工艺分类如下：
退火 正火 普通热处理 淬火 回火 表面淬火—感应加热、火焰加热、 电接触加热等 表面热处理 热处理 化学热处理—渗碳、氮化、碳氮 共渗、渗其他元素等 控制气氛热处理 真空热处理 其他热处理 形变热处理 激光热处理
Ms 与Mf 点随含碳量增加而下降。
与共析钢相比，亚共析钢和过共析钢C曲线的上部各多一条先
共析相的析出线。
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② 合金元素的影响
除Co外, 凡溶入奥氏体的合金元素都使C曲线右移。
除Co和Al外，所有合金元素都使Ms 与Mf 点↓。
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合金元素对C 曲线的影响
Cr对C曲线的影响
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⑵ 奥氏体化条件的影响
奥氏体化温度提高和保温时间
本质粗晶粒钢
延长，使A成分均匀、晶粒粗大、
未溶碳化物减少，增加了A过的 稳定性，使C 曲线右移。 使用C 曲线时应注意奥氏体化 条件及晶粒度的影响。
Ac1
本质细晶粒钢 930~950℃
温度，℃
奥氏体化温度对晶粒度的影响
析出颗粒对 晶界的钉扎
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4.3.4 过冷奥氏体连续冷却转变
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影响奥氏体形成的因素
（3）合金元素
除Co、Ni与Al（细化晶粒）外，
多数合金元素都会↓A形成速度，推迟A化进程。
其次，合元形态与分布会引起成分不均匀；
碳化物形成元素会↓C对A形成的影响。
∴与碳钢比，合金钢的A化温度应更高，保温时间应更长。
（4）原始组织 同成分的钢，原始组织弥散程度越大，
晶粒越细，则相界面越多，越有利于A的形成。
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4.2.2 影响奥氏体形成的因素
A的形核和长大需要通过原子扩散来实现。所以，影响A形
核、长大和原子扩散的因素，都会影响A的形成过程。
（1）加热温度 t℃↑ 原子的扩散运动↑,转变时间↓
但温度过高会使A粗大，材料力学性能↓。
（2）碳含量
C%↑ ， Fe3C ↑，F和Fe3C相界面↑； ↑C%有利于↑碳在A中的扩散， 加速A的形核与长大。
实际加热或冷却时存在着过冷或过热，故将钢加热时的实际


转变温度分别用Ac1、Ac3、Accm表示；
冷却时转变温度用Ar1、Ar3、Arcm表示.
因加热冷及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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4.2 钢在加热时的组织转变
加热是热处理的第一道工序。加热分两种：一种是在A1以下
临界冷却速度。
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