2材料科学与工程专业《金属热处理原理及工艺》课件-第二章__金属固态相变基础

请思考 ？（见教材P83问题提示）
1.铁碳合金相图在钢铁材料热处理中的作用是什么呢？ 钢铁材料冷却转变曲线（TTT、CCT曲线）的物理意义 是什么？您会使用它来分析不同热处理条件下所获得的 转变产物（组织）吗？您能在TTT或CCT曲线上示意地 标出退火、正火、单液淬火、双液淬火、等温淬火、分 级淬火与不完全淬火的冷却速度曲线吗？ 2.“五大转变”指的是哪五种类型的转变，试从转变性 质、所处温度范围、转变特征、组织、性能的变化与应 用等方面说明？
3. 过冷奥氏体转变产物的组织与性能
(1) 珠光体（P）转变 (A1～550℃，高温转变或扩散型相变)
②珠光体的组织形态与性能
片状珠光体的性能
＃P片层间距与硬度的关系图
#P片层间距与转变温度、性能关系
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②珠光体的组织形态与性能
球化体（粒状珠光体）
球化体与片状P相比：
i 当碳含量相同时，球化
当连续冷却曲线碰到K线时，P转变中止，余下的过冷奥氏体一直保持到Ms以下
转变为M。
ii CCT曲线位于C曲线的右下方。
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4.过冷奥氏体连续冷却转变曲线
它是通过测定不同冷速下过冷奥氏体的转变量获得的。
图4.24 亚共析钢CCT曲线 图4.21 共析钢CCT曲 线
＃过共析钢CCT曲线
因此，伴随M形成其比容增大，由此产生组织应力，易使工件产生变形开裂。
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③ M的 组织形态与性能
钢中M的组织形态主要有板条状和片状两种基本类型。
板条状M，位错M或低碳M
片状M，孪晶M或高碳 M
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③ M的组织形态与性能
影响M形态的因素

历史与发展
历史
金属热处理起源于古代，人类在长期实践中逐渐摸索出了金 属材料的加热、冷却和改变性能的方法。随着工业革命的发 展，金属热处理逐渐成为一门独立的学科，并得到了广泛的 应用。
发展
现代金属热处理技术不断发展，新的工艺和方法不断涌现， 如真空热处理、激光热处理、化学热处理等。同时，计算机 技术和自动化技术的应用也推动了金属热处理技术的进步， 提高了生产效率和产品质量。
PART 06
金属热处理安全与环保
安全操作规程
操作人员需经过专业培训 ，熟悉热处理设备及工艺 流程，掌握安全操作技能 。
设备运行前应检查电源、 水源、热源等是否正常， 确保设备处于良好状态。
ABCD
操作过程中应穿戴防护服 、手套、鞋帽等个人防护 用品，防止烫伤、触电等 事故发生。
操作过程中应保持注意力 集中，随时观察设备运行 情况，发现异常及时处理 。
节能减排技术
01
采用新型的热处理技术和设备， 提高能源利用效率和热处理效果 。
02
对现有设备进行技术改造和升级 ，降低能耗和减少污染物排放。
开发和应用新型的环保材料和工 艺，替代传统的高污染材料和工 艺。
03
加强科研和创新能力，推动热处 理技术的进步和创新，为节能减
排提供技术支持和保障。
04
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
REPORTING
测温仪
用于测量金属件的温度，确保热处理工艺的 准确性。
热处理吊具
用于吊装金属件，便于在加热和冷却设备中 移动。
热处理辅助材料
如保护气氛、脱氧剂等，用于改善热处理效 果和保护金属件。
PART 05
金属热处理应用

Driin•vcoinrnegcaefsoneurccleeTattoedn,ugcrloewatuen
increases as we
til reach equilibrium
supercooling (eutectic, eutectoid)
Small supercooling few nuclei - large
②相变阻力使之无 法进行下去。
α+θ
Al
Cu
(a)过饱和固溶体 (b)GP区, θ′′ , θ′ (c)马氏体
α+Fe3C
Fe
Fe3C
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金属材料热处理原理
3. 1 概述
➢新相/母相相界，类似于晶界，可分共格、部分共格、非 共格等三类
初生新相的相界面多为共格，而后逐渐向非共格界面发展.
crystals Large supercooling rapid nucleation - many
nuclei, small crystals
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金属材料热处理原理
３. 2 新相形核
3. 3 新相形核
均匀形核（任意随机地形核）、不均匀形核（实际情况）
均匀形核(Homogeneous nucleation)
母相
溶质原子扩散
新相
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金属材料热处理原理
3. 1 概述
非扩散型相变（移位、切变、军队）
在原子无法实现扩散的条件
下发生。新相生长时，母相
中原子不需扩散，只以小于
母相
新相
原子间距的距离相对位移，
实现晶体集体切变，新相成
分保留母相成分特点。

7 固态相变与金属热处理
7.1 固态相变概述
7.2 钢的热处理原理
7.3 钢的热处理工艺
小结
ppt课件
1
7.1 固态相变概述
7.1.1 固态相变的概念
相变是一种非常普遍的现象，如物质三 态的相互转化、固态物质内部结构的转变等 都属于相变的范畴。
固体材料的组织、结构在温度、压力、 成分改变时所发生的转变称为固态相变。
图7-17 共析钢的等温转变曲线和连续 冷却转变曲线的比较及转变组pp织t课件
TTT曲线和CCT曲线的 比较： 与共析钢TTT曲线相比， CCT曲线稍靠右靠下一 点（图7-17），表明连 续冷却时，奥氏体完成 珠光体转变的温度要低 些，时间要长一些。由 于连续转变曲线较难测 定，因此一般用过冷A 的等温转变曲线来分析 连续转变的过程和产物。 在分析时要注意TTT曲 线和CCT曲线的上述一 些差异。
图7-15 在不同奥氏体化温度时的C曲线
(a) 加热温度为840p℃pt课；件(b)加热温度为950℃
24
2.过冷奥氏体的连续冷却转变
图7-16 共析钢的连续冷却转变曲线
1）共析钢过冷奥氏体
的连续冷却转变
连续冷却转变曲线（CCT曲线） 中，Ps线为过冷奥氏体转变为珠光体 的开始线，Pf为转变终了线。KK′线为 过冷A转变的中止线。共析钢以大于 Vk的速度冷却时，得到马氏体，这个 冷却速度称为上临界冷却速度。冷却 速度小于V′k时，钢将全部转变为珠光 体，V′k称为下临界冷却速度。冷却速 度处于Vk～V′k之间（例如油冷）时， 在到达KK′线之前，奥氏体部分转变为 珠光体，从KK′线到Ms点，剩余的奥氏 体停止转变，直到Ms点以下时，才开 始转变成马氏体，过Mf点后马氏体转 ppt变课件完成。共析钢在连续冷却转变时25得 不到贝氏体组织。