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第五章 钢的热处理及表面处理技术精品PPT课件

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《钢的热处理》PPT课件

《钢的热处理》PPT课件
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

钢的热处理PPT课件

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晶粒也越粗大，热处理时必须规定合适的加热 温度范围。 2.保温时间
随保温时间的延长，晶粒不断长大，但随保 温时间的延长，晶粒长大速度越来越慢，且不 会无限制地长大下去。
.
13
§2 钢在加热和冷却时的转变
影响奥氏体晶粒长大的因素
3.加热速度
加热速度越快，奥氏体化的实际温度愈高，奥氏体 的形核率大于长大速度，获得细小的起始晶粒。生产 中常用快速加热和短时保温的方法来细化晶粒。
连续冷却
等温冷却
时间
.
16
1、过冷奥氏 体的等温转变
共析钢的 等温转变图
§2 钢在加热和冷却时的转变
.
17
§2 钢在加热和冷却时的转变
温度 (℃)
800 700 600 500
400 300 200 100
0
稳定的奥氏体区
过 冷 奥 氏
+ 产
A
A向产物 转变终止线
产 物 区
体
物
区 A向产
区
Ms 物转变开始线
热处理的分类 整体 热处理
热处理
表面 热处理
退火;正火; 淬火;回火;
表面淬火
感应淬火 火焰淬火
化学 热处理
渗碳; 渗氮; 碳氮共渗;
.
3
§3-1 钢的热处理概述
箱 式 电 阻 炉
.
4
§3-1 钢的热处理概述
台 车 式 电 阻 炉
.
5
§3-1 钢的热处理概述
连 续ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ式 热 处 理 炉
.
6
钢的临界点：
.
20
§2 钢在加热和冷却时的转变
珠光体转变：扩散相变 (A1～550℃, A→P（F+Fe3C）)

《钢的热处理》PPT课件

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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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16
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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8
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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10
℃
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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11
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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17
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

钢的热处理和表面处理(共30张PPT)

钢的热处理和表面处理(共30张PPT)
渗碳气氛 木炭+碳酸钠
气电氛极:：氨工气件、气-氮阴气极氛和容氢:器氨气-阳混极气合气、氮气和氢气混合气
渗碳材料 ０、１－０、２５％C 碳钢或低合金钢
压力：133-1333Pa 影响因素：温度、时间、合金元素、原始组织。
功率 ３０－４００kW
1大气压=101300Pa
电压：—500V ４、相变特点：扩散型相变
将加钢热铁 温零度件浸93入0 几℃待±镀1种金0 ℃属元盐溶素液中渗并入接负零电极件，加表一定层直，流电以压使改零件变表面其形表成一面层所化需金学属的成镀分层。、组织和性能
工艺。 １、上B 550-350 ℃
无扩散、切变共格和表面浮凸、变温形成、高速长大、转变不完全性。
分类 渗碳 第四节 钢的退火与正火
2.固体渗碳
设备 箱式电阻炉
渗碳气氛 木炭+碳酸钠
加热温度 930 ℃±10 ℃
加热时间 3-7h
渗层深度
表面碳浓度: 0.85-1.05%
渗后不能直接淬火
适合小件和单件
3真空渗碳 比气体渗碳节约时间2/3. 4.渗碳后热处理 预冷直接淬火
缓冷一次淬火
缓冷二次淬火
二.钢的渗氮
目的:提高硬度\耐磨性\疲劳性能\抗咬合性 渗氮用钢38CrMoAl 渗氮方法:气体\离子
四、过冷奥氏体转变曲线
１、过冷奥氏体等温转变曲线
A建立 金相法 热分析法 膨胀法 B分析 C影响 碳、合金元素、加热温度、保温时间
２、过冷奥氏体连续冷却转变曲线
第四节 钢的退火与正火
一、退火 （炉冷）
１、完全退火
２、球化退火
３、等温退火
４、均匀化退火
５、去应力退火
二、正火
AC3＋３０－５０℃ 空冷

钢的表面热处理ppt课件

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• 碳素工具钢、渗碳钢、轴承钢、高速工具钢、铸铁、硬质合 金等材料均可进行气相沉积。
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（2）物理气相沉积（PVD）
• 通过蒸发或辉光放电、弧光放电、溅射等物理方法提供原 子、离子，使之在工件表面沉积形成薄膜的工艺。
• 方法：蒸镀、溅射沉积、磁控溅射、离子束沉积等。
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20
• 渗氮前零件须经调质处理，获得回火索氏体组织，以提高 心部的性能。渗氮后不需再热处理。
• 渗氮用于耐磨性和精度要求高的精密零件或承受交变载荷 以及要求耐热、耐蚀、耐磨的零件的重要零件。
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15
（3）碳氮共渗技术
• 两种方法：一种是以渗碳为主碳氮共渗，另一种是以渗氮为 主的软氮化。
1）以渗碳为主的碳氮共渗 • 目的：提高工件表面的硬度和耐磨性。 • 碳氮共渗后要进行淬火、低温回火。共渗层表面组织为回火
马氏体、粒状碳氮化合物。渗层深度0.3～0.8 mm。
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16
碳氮共渗用钢：低碳或中碳钢、低合金钢及合金钢。
• 特点：具有温度低、时间短、变形小、硬度高、耐磨性好 、生产率高等优点。用于机床和汽车上的各种齿轮、蜗轮 、蜗杆和轴类等零件。
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（4）渗铝、渗铬、渗硼化学热处理
热处理工艺的应用
热处理技术条件是指对零件采用的热处理方法以及所应达到的
性能要求的技术性的文件。具体应根据零件性能要求，在零件 图样上标出，内容包括最终热处理方法（如调质、淬火、回火、 渗碳等）以及应达到的力学性能判据等，作为热处理生产及检 验时的依据。力学性能通常只标出硬度值，且有一定误差范围， 如弹簧淬火回火硬度45～50HRC。
• 不仅改变了钢表面的组织，而且表面层的化学成分也发生 了变化，因而能更有效地改变零件表层的性能。

钢的表面热处理ppt课件

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• 原理 • 分类 • 运用 • 特点
感应加热外表淬火原理
• 感应线圈中通以交流电时，即在 其内部和周围产生一与电流一样 频率的交变磁场。假设把工件置 于磁场中，那么在工件内部产生 感应电流，并由于电阻的作用而 被加热。由于交流电的集肤效应， 接近工件外表的电流密度大，而 中心几乎为零。工件外表温度快 速升高到相变点以上，而心部温 度仍在相变点以下。感应加热后， 采用水、乳化液或聚乙烯醇水溶 液放射淬火，淬火后进展180200℃低温回火，以降低淬火应 力，并坚持高硬度和高耐磨性。
化学热处置是将钢件置于一定温度 的活性介质中保温，使一种或几种 元素渗入它的外表，改动其化学成 分和组织，到达改良外表性能，满 足技术要求的热处置过程。
让我们首先学习 一下外表热处置 吧。。。。。。
外表淬火
• 按照实现方式，外表淬火可分为：
•
表淬火
•
感应加热外表淬火
电流频率与淬硬深度的关系
• 在淬火温度形状下， 电流透入的深度与感 应电流的频率有关， 如下式所示：
• •
感应加热外表淬火分类
名称 高频感应加热 中频感应加热 工频感应加热
频率（HZ） 100~1000K 500~10000
50
淬硬深度 （mm)
适用零件
0.2~2 2~8 10~15 以上
中小型，如小模数 齿轮，直径较小的
圆柱型零件
中大型，如直径较 大的轴，大中等模
数的齿轮
大型零件，如直径 大于300mm 的轧
辊及轴类零件
感应加热外表淬火运用范围
• 普通用于中碳钢和中碳低合金钢,如45、 40Cr、40MnB钢等。用于齿轮、轴类零 件的外表硬化，提高耐磨性。
• 为零件心部的性能，感应加热淬火的预 备热处置常采用正火或调质。
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14.10.2020
4
第二节 钢在加热时的组织转变
• 一、转变温度 • 二、奥氏体的形成过程（以共析钢为例） • 三、奥氏体晶粒的长大及影响因素 • 四、加热时常见的缺陷
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5
一、转变温度 滞后现象
原：A1、A3、Acm 加热：Ac1、Ac3、Accm 冷却：Ar1、Ar3、Arcm
光体的高，但塑性、韧性低，为改善工具钢的切削性能，
常用球化退火来得到粒状珠光体组织，降低钢的硬度。
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2）贝氏体转变
• 中温转变：550 ℃～Ｍｓ点 • 转变特点：半扩散型，铁原子不扩散，碳原子
有一定的扩散能力 • 转变产物：贝氏体，即Fe3C分布在含过饱和碳
的铁素体上的两相混合物
16
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P 型组织 —— F + 层片状 Fe3C
层片间距：P > S > T
珠光体 P ，3800×
索氏体 S 8000×
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托氏体 18
T
8000×
• 表1 过冷奥氏体高温转变产物的形成温度和性能
组织名称
表示符 号
形成温度范 围/℃
硬度
片间距 能分辨片层 /nm 的放大倍数
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钢的相图
6
Ac3 Ar3
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Accm Arcm
Ac1
Ar1
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二、奥氏体的形成过程（以共析钢为例）
1.奥氏体形核
2.奥氏体长大 3.残余渗碳体的溶解 4.1奥4.10.氏2020 体成分的均匀化
亚共析钢奥氏体化过程 过共析钢奥氏体化过程
8
三、奥氏体晶粒的长大及影响因素
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工程材料CAI
13
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14
T/ ℃ 800
A A1 700
600
过 A→ T
500 冷
400 A
P 5~25HRC
S T
25~35HRC 35~40HRC
B上
40~50HRC
300 Ms
200
A→ B下
B 下 50~60HRC
100
A→ M
M+AR
60~65HRC
3)本质晶粒度:度量钢本身晶粒在930℃以下, 随温度升高,晶粒长大的程度。
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10
四、加热时常见的缺陷
• 过热：晶粒粗大，可以消除(完全退火或等温退 火或正火)
• 过烧：晶界局部熔化，无法消除
• 氧化 • 脱碳
盐浴炉 可控气氛保护
真空热处理
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第三节 钢在冷却时的组织转变
珠光体
P
A1～650
＜25HRC
150～ 450
＜ 5 00×索氏体S650～60025～ 35HRC
80～150 ＞1000×
托氏体
T
600～550
35～ 40HRC
30～80 ＞2000×
•珠光体的片层间距越小，强度、硬度越高，塑性、 韧性越好。
同一成分的钢，组织为片状珠光体时强度、硬度比粒状珠
21
贝氏体转变
T8钢，B下，黑色针状 光学显微照片 ×400
F 针内定向分布着细小Fe2.4C颗粒 电子显微照片 12000×
•
下贝氏体形成温度较低，铁素体针细小、
无方向性，且碳化物分布均匀，弥散度大，故
下贝氏体有良好的强度和韧性配合，是一种有
应用价值的组织
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3）马氏体转变
• 冷却方式 • 一、共析钢过冷奥氏体等温冷却转变 • 二、过冷奥氏体的连续冷却转变
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12
一、共析钢过冷奥氏体等温冷却转变
过冷A体：
在临界温度（727℃）以下，230℃以上存在的A体
1.过冷奥氏体等温转变曲线（C曲线）的建立
2.过冷奥氏体等温转变曲线（C曲线）的分析 3.碳钢C曲线对比 4.过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能
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2
第一节 概述
改善钢材性能的主要办法: • 1.合金化 • 2.钢的热处理
热处理分类： 退火
普通热处理 正火 淬火
表面热处理
表面淬火
火焰加热 感应加热
化学热处理
渗C 渗N C、N共渗
回火
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3
例：T8 ,在780℃保温，一个水冷62HRC,另一个炉 冷200HB≈15HRC。水冷马氏体，炉冷珠光体。
第五章 钢的热处理及表面处理技术
第一节 概述 第二节 钢在加热时的组织转变 第三节 钢在冷却时的组织转变 第四、五、六节 钢的热处理 第七、八节 钢的表面热处理 概念辨析 课堂讨论: 作业：P162 2、3、4、5、6、7
本章重点
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1
本章重点：
1.钢在加热和冷却时的组织转变 2.C曲线及CCT曲线 3.各种热处理工艺和应用
• 冷处理：P42
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24
1)无扩散 Fe 和 C 原子都不进行扩散，M是C过饱 和的体心立方的F体，固溶强化显著。
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2)降温形成 M 的形成速度很快，只有温度↓ 才发生转变
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1.奥氏体的晶粒度
1）起始晶粒度
2）实际晶粒度
3）本质晶粒度
2.影响奥氏体晶粒度的因素 (1)加热温度和保温时间↑ → 晶粒尺寸↑ (2) C% ↑ → 晶粒尺寸↑ 合 金碳化物↑→ 晶粒尺寸↓
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1.奥氏体晶粒度: 1)起始晶粒度:珠光体刚刚转变成奥氏体的晶
粒大小。
2)实际晶粒度:热处理后所获得的奥氏体晶粒 的大小。
0 Mf
-100 14.10.02020
M
1
10
10 2 10 3 10 4 10 5 时 15
4.过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能 1）珠光体转变
扩散型转变：铁、碳原子扩散、晶格重组 高温转变：A1～550℃
珠光体：A1～650℃
转
变
索氏体： 650～600℃
产
物
14.10.2020 托氏体： 600～550℃
马氏体 (Ｍ)：C在α－Fe中的过饱和固溶体。
转变特点 马氏体的组织类型 马氏体性能
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• M体转变特点：
• ①无扩散型转变 • ②降温形成:连续冷却完成 • ③瞬时性 • ④转变的不完全性
Fe-1.8CF，e-1冷.8至C，-10冷0℃至-60℃
M形成时体积↑，造成很大 内应力。
上贝氏体： 550 ～ 350℃，呈羽毛状
下贝氏体： 350 ℃～Ｍｓ点，呈针状
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上贝氏体的形成过程
上贝氏体中的Fe3C分布于铁素体条之间，分割了基体 的连续性，易脆断，故上贝氏体的强度和韧性较低
45钢，B上+B下，×400 光学显微照片 1300×电子显微照片 5000×
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