第五章 钢的热处理工艺(课件含习题和答案)
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钢的热处理工艺课件
渗碳与渗氮的工艺特点
名称 处理温度 处理时 处理后是否 ( ℃ ) 间 ( h ) 需要热处理
渗碳 900～950 3～9 需要 渗氮 500～600 20～50 不需要
热处理新技术简介
可控气 氛热处
理电子束 表面淬火 Nhomakorabea真空热处 理
激光热处 理
形变热处 理
化学热处 理
1.可控气氛热处理
在炉气成分可控的热处理炉内进行的热处理称为可控 气氛热处理。在热处理时实现无氧化加热是减少金属氧 化损耗，保证制件表面质量的必备条件。
3)生产特点: 淬火件的质量好; 工件变 形小;不易氧化及脱碳;淬火层容易 控制;生产率高。设备投资大,不适 于复杂形状零件和小批量生产。
2.火焰加热表面淬火
1)火焰加热表面淬火的基本方法
2)火焰加热表面淬火的特点:
•设备简单, 操作方便, 成本低。 •淬火质量不稳定。 •适于单件、小批量及大型零件的生产。
每一次的加油，每一次的努力都是为 了下一 次更好 的自己 。20.12. 820.12. 8Tuesd ay , December 08, 2020 天生我材必有用，千金散尽还复来。1 0:36:33 10:36:3 310:36 12/8/20 20 10:36:33 AM 安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 12.810:36:3310 :36Dec -208-D ec-20 得道多助失道寡助，掌控人心方位上 。10:36:3310:3 6:3310:36Tues day , December 08, 2020 安全在于心细，事故出在麻痹。20.12. 820.12. 810:36:3310:3 6:33De cember 8, 2020 加强自身建设，增强个人的休养。202 0年12 月8日上 午10时 36分20 .12.820 .12.8 扩展市场，开发未来，实现现在。202 0年12 月8日星 期二上 午10时 36分33 秒10:3 6:3320. 12.8 做专业的企业，做专业的事情，让自 己专业 起来。2 020年1 2月上 午10时3 6分20. 12.810:36December 8, 2020 时间是人类发展的空间。2020年12月8 日星期 二10时 36分33 秒10:3 6:338 December 2020 科学，你是国力的灵魂；同时又是社 会发展 的标志 。上午1 0时36 分33秒 上午10 时36分1 0:36:33 20.12.8 每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.12. 820.12. 810:36 10:36:3 310:36:33Dec- 20 人生不是自发的自我发展，而是一长 串机缘 。事件 和决定 ，这些 机缘、 事件和 决定在 它们实 现的当 时是取 决于我 们的意 志的。2 020年1 2月8日 星期二 10时36 分33秒 Tuesday , December 08, 2020 感情上的亲密，发展友谊；钱财上的 亲密， 破坏友 谊。20. 12.8202 0年12 月8日星 期二10 时36分 33秒20 .12.8
钢的热处理工艺教学课件
02
钢的热处理工艺原理
钢的加热过程
钢的加热过程是热处理工 艺中的重要环节，通过加 热使钢的内部组织发生变 化，以达到所需的性能要求。
加热过程中，钢的奥氏体 化过程是关键，需要控制 加热温度、时间和介质， 以确保奥氏体晶粒度的均 匀和适宜。
加热过程中还需注意防止 氧化和脱碳现象，以保持 钢材的表面质量。
02
热处理是一种重要的金属加工工 艺，广泛应用于各种金属材料， 如钢铁、铝合金、铜合金等。
热处理的重要性
提高材料的机械性能
通过热处理可以改变金属 材料的内部组织结构，提 高其硬度和强度，从而提
高材料的机械性能。
保证材料质量
热处理可以消除金属材料 在加工过程中产生的内应 力，提高其稳定性和耐久
性，保证材料质量。
钢的相变过程
钢的相变是指在热处理过程中，随着温度的变化，钢内部的组织结构发生变化的过程。
在相变过程中，奥氏体转变为铁素体和渗碳体的混合物，这个过程对钢的性能产生 重要影响。
相变过程需要精确控制温度和时间，以获得理想的组织结构和性能。了解和掌握相 变过程对于制定合理的热处理工艺具有重要意义。
03
钢的热处理工艺流程
空冷室
利用自然对流冷却原理，将钢件放置在室 内自然冷却。
流态化冷却装置
利用流态化原理，通过循环流动的冷却介 质实现快速冷却。
辅助设备
搬运设备
如起重机、输送带等，用 于在各工艺环节间移动钢 件。
装料机
用于将钢件自动装入加热 炉或冷却设备中。
测温仪和控温系统
用于监测和控制加热炉和 冷却设备的温度。
气氛控制装置
铸钢热处理工艺分类 根据加热温度和冷却方式的不同，铸钢热处理工 艺可分为退火、正火、淬火和回火等类型。
《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
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
钢的热处理作业题答案
白色）与铁素体长轴约成55°角， F条内部位错密
度大，过饱和固溶碳。
第五章 作业题答案-3
解： ⑵：上贝氏体B上与下贝氏体B下。 性能：
B上的硬度较大（与T 接近）但强度、韧性塑性 远低于T（碳化物比T 粗大），没有实用价值。B下 硬度、强度接近于马氏体，且有良好的韧性与塑性， 机械性能匹配良好。
第五章 作业题答案-3
⑶：比较各冷却速度下产物硬度的高低。
解： 如作业题3图
3：（P）＜ 6：（P）＜ 9：（P） ＜ 12：（ P +M + A残） ＜ 20：（ B下） ＜ 18：（ B下+ M + A残 ） ＜ 16：（ M + A残 ）、 14：（ M + A残 ）
第五章 作业题答案-3
奥氏体转变为B上的过程 还原
短杆状Fe 3C 奥氏体转变为B上的过程
奥氏体转变为B下的过程 还原
ε-Fe 3C
奥氏体转变为B下的过程
碳素钢的相临界转变温度 作业题答案-5
Accm
A3
Acm
Ac3 Ar3
Arcm
Ac1
A1 F
Ar1
P+F
P
P+ Fe3C
Fe
退火分类图-1 作业题答案-5
800℃
解： 加热温度： 冷却介质
T=850℃ 空气
原因：
加热温度保证充分奥氏体化（晶粒又不致粗化）； 空气中冷却速度适中能获得较细珠光体组织。 （注： 45钢的Ac1=724℃，Ac3=780℃； ）
第五章 作业题答案-13
⑵： 45钢某齿轮淬火。 （注： 45钢的Ac1=724℃， Ac3=780℃ ）
第五章 作业题答案-4
机械制造基础第五章碳素钢与钢的热处理习题解答
第五章碳素钢与钢的热处理习题解答5-1 在平衡条件下，45钢、T8钢、T12钢的硬度、强度、塑性、韧性哪个大、哪个小? 变化规律是什么? 原因何在?答：平衡条件下，硬度大小为：45钢<T8钢<T12钢，强度大小为：45钢<T12钢<T8钢，塑性及韧性大小为：45钢>T8钢>T12钢。
变化规律为：随着碳含量的增加钢的硬度提高，塑性和韧性则下降，因为随着含量的增加组织中硬而脆的渗碳体的量也在增加；随碳含量增加，强度也会增加，但当碳含量到了0.9%后，强度则会随碳含量的增加而下降，因为碳含量超过0.9%后，钢的平衡组织中出现了脆而硬的网状二次渗碳体，导致了强度的下降。
5-2 为什么说碳钢中的锰和硅是有益元素? 硫和磷是有害元素?答：锰的脱氧能力较好，能清除钢中的FeO，降低钢的脆性；锰还能与硫形成MnS，以减轻硫的有害作用。
硅的脱氧能力比锰强，在室温下硅能溶人铁素体，提高钢的强度和硬度。
硫在钢中与铁形成化合物FeS，FeS与铁则形成低熔点(985℃) 的共晶体分布在奥氏体晶界上。
当钢材加热到1100～1200℃进行锻压加工时，晶界上的共晶体己熔化，造成钢材在锻压加工过程中开裂，这种现象称为“热脆”。
磷可全部溶于铁素体，产生强烈的固溶强化，使钢的强度、硬度增加，但塑性、韧性显著降低。
这种脆化现象在低温时更为严重，故称为“冷脆”。
磷在结晶时还容易偏析，从而在局部发生冷脆。
5-3 说明Q235A、10、45、65Mn、T8、T12A各属什么钢? 分析其碳含量及性能特点，并分别举一个应用实例。
答：Q235A属于碳素结构钢中的低碳钢；10钢属于优质碳素结构钢中的低碳钢；45钢属于优质碳素结构钢中的中碳钢；65Mn属于优质碳素结构钢中的高碳钢且含锰量较高；T8属于优质碳素工具钢；T12A属于高级优质碳素工具钢。
Q235A的w C =0.14% ~ 0.22%，其强度、塑性等性能在碳素结构钢中居中，工艺性能良好，故应用较为广泛，如用于制造机器中受力不大的螺栓。
机械制造技术课件：钢的热处理
钢的热处理
2.球化退火 球化退火是将钢加热到Ac1以上20~30℃,充分保温后,随 炉冷却到600℃以下出炉 空冷。球化退火主要用于过共析钢, 其目的是使钢中的渗碳体球状化,以降低钢的硬度, 改善切削 加工性,并为以后的热处理工序做好组织准备。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。
炉后在空气中冷却的热处 理工艺称为正火。正火主要有以 下几方面的应用:
(1)加工要求不高的结构、零件。对力学性能要求不高 的结构、零件,可用正火作为最 终热处理,以提高其强度、硬 度和韧性。
(2)加工低、中碳钢。对于低、中碳钢,可用正火作为预 备热处理,以调整硬度,改善 切削加工性。
(3)加工过共析钢。对于过共析钢,正火可抑制渗碳体网 的形成,为球化退火做好组 织准备。
钢的热处理
1.完全退火与等温退火 完全退火是把钢加热到Ac3以上30~50℃,保温一定时间, 随炉冷至600℃以下,出炉 空冷。完全退火可获得接近平衡状 态的组织,主要用于亚共析钢的铸、锻件,有时也用于 焊接结 构。完全退火的目的在于细化晶粒、消除过热组织、降低硬 度和改善切削加工性能。 过共析钢不宜采用完全退火,以避免二次渗碳体以网状 形式沿奥氏体晶界析出,给切 削加工和以后的热处理带来不 利影响。 完全退火很费工时,生产中常采用等温退火来代替。
钢的热处理
(2)钢的淬透性与淬硬性是两个不同的概念。淬硬性是 指钢淬火后能达到的最高硬 度,它主要取决于马氏体的含碳 量。淬透性好的钢其淬硬性不一定高。例如,低碳合金钢 淬 透性相当好,但其淬硬性却不高;高碳非合金钢的淬硬性高,但 其淬透性却差。
钢的热处理
2.1.5 钢的回火 回火是将淬火钢加热到 Ac1以下某一温度,保温一定时间,
《钢的热处理》PPT课件
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
ppt课件
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.
ppt课件
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
ppt课件
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。
ppt课件
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
ppt课件
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
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
ppt课件
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.
ppt课件
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
ppt课件
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。
ppt课件
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
ppt课件
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(含答案)
第五章钢的热处理〔含答案〕一、填空题〔在空白处填上正确的内容〕1、将钢加热到，保温肯定时间，随后在中冷却下来的热处理工艺叫正火。
答案：Ac 或Ac 以上50℃、空气3 cm2、钢的热处理是通过钢在固态下、和的操作来转变其内部，从而获得所需性能的一种工艺。
答案：加热、保温、冷却、组织3、钢淬火时获得淬硬层深度的力量叫，钢淬火时获得淬硬层硬度的力量叫。
答案：淬透性、淬硬性4、将后的钢加热到以下某一温度，保温肯定时间，然后冷却到室温，这种热处理方法叫回火。
答案：淬火、Ac15、钢在肯定条件下淬火时形成的力量称为钢的淬透性。
淬透层深度通常以工件到的距离来表示。
淬透层越深，表示钢的越好。
答案：马氏体〔M〕、外表、半马氏体区、淬透性6、热处理之所以能使钢的性能发生变化，其根本缘由是由于铁具有转变，从而使钢在加热和冷却过程中，其内部发生变化的结果。
答案：同素异构、组织7、将钢加热到，保温肯定时间，随后在中冷却下来的热处理工艺叫正火。
答案：Ac 或Ac 以上30℃～50℃、空气3 cm8、钢的渗碳是将零件置于介质中加热和保温，使活性渗入钢的外表，以提高钢的外表的化学热处理工艺。
答案：渗碳、碳原子、碳含量9、共析钢加热到Ac 以上时，珠光体开头向转变，通常产生于铁素体和1渗碳体的。
答案：奥氏体〔A〕、奥氏体晶核、相界面处10、将工件放在肯定的活性介质中，使某些元素渗入工件外表，以转变化学成分和，从而改善外表性能的热处理工艺叫化学热处理。
答案：加热和保温、组织11、退火是将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温肯定时间，然后冷却，以获得接近组织的热处理工艺。
答案：缓慢〔随炉〕、平衡状态12、将钢加热到温度，保温肯定时间，然后冷却到室温，这一热处理工艺叫退火。
答案：适当、缓慢〔随炉〕13、V 是获得的最小冷却速度，影响临界冷却速度的主要因素是。
临答案：全部马氏体〔全部M〕、钢的化学成分14、钢的热处理是将钢在肯定介质中、和，使它的整体或外表发生变化，从而获得所需性能的一种工艺。
第五章 钢的热处理工艺(课件含习题和答案)
• 2．合金元素，（C0%↑→左移） • C0以外，所有合金元素溶入A中，增大过冷 A稳定性——右移 • 非碳化物形成元素，Si,Ni, Cu, 不改变C曲 线形状 • 强碳化物形成元素，Cr,Mo,W,V, Nb, Ti, 改 变C曲线形状 • 除C0,Al 外，均使Ms,Mf 下降，残余A↑
（二）A化条件的影响
（5）回火温度与机械性能的关系
• 200度以下，HRC不变。 • 200-300度，M分解，残余A转变为马氏体， 硬度降低不大，高碳钢硬度有一定的升高。 • >300度，HRC降低。 • 韧性：400度开始升高，600度最高。 • 弹性极限：在300-400度最高。 • 塑性：在600-650度最高。
一、过冷奥氏体的等温转变
• 1．共析钢过冷A等温转变曲线。 • 冷却到一定温度，保温，测量A过冷转变开 始和终了时间 • A1以上：A稳定 • A1以下：A不稳定，过冷 • C曲线有一最小孕育期： • 1：T↓，A——P的驱动力F提高 • 2：T↓——D↓
2．共析钢过冷奥氏体等温转变产物 的组织和特征
• 一、淬火 • 二、钢的淬透性 • 三、回火
一、淬火
• 加热到AC3、AC1相变温度以上，保温，快速冷 却→M+A’ • 1．淬火温度的决定 • 亚共析钢Ac3+30---50度 • 共析钢Ac1+30----50度 • 过共析钢 Ac1+30----50度 • 淬火温度过高→A粗大→M粗大→力学性能↓， • 淬火温度过高→A粗大→M粗大→淬火应力↑→变 形，开裂↑
3．奥氏体晶粒度的控制
• • • • • • • • a. 加热工艺 加热温度，保温时间 b. 钢的成分——合金化 A中C%↑→晶粒长大↑ MxC%↑→是粒长大↓ 1)碳化物形成元素 细化晶粒 2）Al→本质细晶钢 3）Mn 、P促进长大
钢的热处理钢的热处理工艺PPT课件
（３）为了消除中碳结构钢铸、锻、轧后组 织中的魏氏组织、晶粒粗大、带状组织， 常采用完全退火或正火工艺进行热处理。
（４）低碳结构钢（小于0.25%C）和低合金 钢，如果采用退火工艺处理，反而使少量 的珠光体球化，钢变的更软。为了提高硬 度和切削加工性能，大多采用正火处理， 以获得细片状的珠光体。
（５）工具钢常使用球化退火（不完全退火， 加热到加热到Ac1点以上20~30℃）。碳素 工具钢、一部分合金工具钢和轴承钢，在 轧（锻）后的堆冷或空冷时，组织中会出 现片状珠光体（甚至网状渗碳体），淬火 过程中工件容易开裂。
You Know, The More Powerful You Will Be
加热速度快、工件不易氧化脱碳、变形小。
常用盐浴成分及其使用温度
盐浴的配比 100%BaCl2 100%Na2Ba4O7 20~30%NaCl+BaCl2 20~30%NaCl+KCl 20~30%NaCl+KCl+BaCl2 50%Na2CO3+ 50%KCl
熔化温度（℃） 960 700 ~650
２．高温回火脆性（第二类回火脆性）
概念：钢在450~550℃或更高温度（650℃左 右）回火时出现的脆性，称为高温回火脆 性或第二类回火脆性。
特点：在上述温度范围内回火，如果快速冷 却（水冷或油冷），韧性并不降低；反之， 慢冷（空冷或炉冷）则韧性显著下降，冷 却越慢，韧性降低的越显著。一般都是沿 晶断裂。
退火与正火工艺的应用
（１）冷加工钢材，一般使用再结晶退火工 艺消除加工硬化。包括有色金属、软钢、 硅钢片、精密合金、各种冷加工的板、管、 丝、带、型钢等金属材料。
（２）结构钢热轧后，为了消除内应力，通 常 采 用 低 温 （ 低 于 Ac1 点 ， 约 650~700℃) 退火，均匀热透后出炉空冷或随炉冷却。
（４）低碳结构钢（小于0.25%C）和低合金 钢，如果采用退火工艺处理，反而使少量 的珠光体球化，钢变的更软。为了提高硬 度和切削加工性能，大多采用正火处理， 以获得细片状的珠光体。
（５）工具钢常使用球化退火（不完全退火， 加热到加热到Ac1点以上20~30℃）。碳素 工具钢、一部分合金工具钢和轴承钢，在 轧（锻）后的堆冷或空冷时，组织中会出 现片状珠光体（甚至网状渗碳体），淬火 过程中工件容易开裂。
You Know, The More Powerful You Will Be
加热速度快、工件不易氧化脱碳、变形小。
常用盐浴成分及其使用温度
盐浴的配比 100%BaCl2 100%Na2Ba4O7 20~30%NaCl+BaCl2 20~30%NaCl+KCl 20~30%NaCl+KCl+BaCl2 50%Na2CO3+ 50%KCl
熔化温度（℃） 960 700 ~650
２．高温回火脆性（第二类回火脆性）
概念：钢在450~550℃或更高温度（650℃左 右）回火时出现的脆性，称为高温回火脆 性或第二类回火脆性。
特点：在上述温度范围内回火，如果快速冷 却（水冷或油冷），韧性并不降低；反之， 慢冷（空冷或炉冷）则韧性显著下降，冷 却越慢，韧性降低的越显著。一般都是沿 晶断裂。
退火与正火工艺的应用
（１）冷加工钢材，一般使用再结晶退火工 艺消除加工硬化。包括有色金属、软钢、 硅钢片、精密合金、各种冷加工的板、管、 丝、带、型钢等金属材料。
（２）结构钢热轧后，为了消除内应力，通 常 采 用 低 温 （ 低 于 Ac1 点 ， 约 650~700℃) 退火，均匀热透后出炉空冷或随炉冷却。
5章钢的热处理要点课件
• (1) 珠光体转变
• 由A面心立方转变为体心立方的F和Fe3C，
转变前后各项晶格类型、成分不同，转变 过程中必然有晶格的改组和铁、碳原子的 扩散。因此，过冷奥氏体向珠光体的转变 属于扩散型相变，是在固态下形核与长大 的过程。
• 1）珠光体的形态及其形成
• 在A1线以下，在奥氏体晶界形成Fe3C晶
• 由于转变温度很低，转变过程中只有
γ-Fe向α-Fe晶格的改组,铁、碳原子不能 扩散,全部固溶在α-Fe晶格中。这种在αFe中的过饱和固溶体组织称为马氏体，用 符号“Ｍ”表示，属于单相的亚稳组织。
• 1、马氏体的晶体结构
• 过饱和的碳原子强制地分布在晶胞的
某一轴的间隙处，使其晶格常数增大，其 它两轴晶格常数减小。
• 4、亚共析钢和过共析钢过冷奥氏体的等温
转变
• (1) C曲线的形状与位置 • 位置：与共析钢C曲线比较，亚共析钢随含
碳量增加右移。过共析钢共析钢随含碳量 增加左移。
• 形状：亚共析钢在冷却过程中，首先析出F，
然后的过程与共析钢相同。
• 过共析钢首先析出Fe3CⅡ，其它与共析
钢相同。
• (2) 先析相得量与形态
合组织。
• ｖ4相当于淬火(水冷)。它与Ｃ曲线不
相交，直接冷却到Ms线以下，转变为马氏 体＋少量残余奥氏体。
• 图中ｖC与Ｃ曲线的“鼻尖”相切，称
为临界冷却速度。
• 三、马氏体转变 • 高温奥氏体获得极大过冷时(淬火)，
将转变为马氏体类型组织。
• 冷却速度大于该材料的马氏体临界冷
却速度，并过冷到Ms以下，就开始发生马 氏体转变。
• 体层片间，固其塑性、 • 韧性较差，强度也比 • 较低。一般无使用价 • 值。
• 由A面心立方转变为体心立方的F和Fe3C，
转变前后各项晶格类型、成分不同，转变 过程中必然有晶格的改组和铁、碳原子的 扩散。因此，过冷奥氏体向珠光体的转变 属于扩散型相变，是在固态下形核与长大 的过程。
• 1）珠光体的形态及其形成
• 在A1线以下，在奥氏体晶界形成Fe3C晶
• 由于转变温度很低，转变过程中只有
γ-Fe向α-Fe晶格的改组,铁、碳原子不能 扩散,全部固溶在α-Fe晶格中。这种在αFe中的过饱和固溶体组织称为马氏体，用 符号“Ｍ”表示，属于单相的亚稳组织。
• 1、马氏体的晶体结构
• 过饱和的碳原子强制地分布在晶胞的
某一轴的间隙处，使其晶格常数增大，其 它两轴晶格常数减小。
• 4、亚共析钢和过共析钢过冷奥氏体的等温
转变
• (1) C曲线的形状与位置 • 位置：与共析钢C曲线比较，亚共析钢随含
碳量增加右移。过共析钢共析钢随含碳量 增加左移。
• 形状：亚共析钢在冷却过程中，首先析出F，
然后的过程与共析钢相同。
• 过共析钢首先析出Fe3CⅡ，其它与共析
钢相同。
• (2) 先析相得量与形态
合组织。
• ｖ4相当于淬火(水冷)。它与Ｃ曲线不
相交，直接冷却到Ms线以下，转变为马氏 体＋少量残余奥氏体。
• 图中ｖC与Ｃ曲线的“鼻尖”相切，称
为临界冷却速度。
• 三、马氏体转变 • 高温奥氏体获得极大过冷时(淬火)，
将转变为马氏体类型组织。
• 冷却速度大于该材料的马氏体临界冷
却速度，并过冷到Ms以下，就开始发生马 氏体转变。
• 体层片间，固其塑性、 • 韧性较差，强度也比 • 较低。一般无使用价 • 值。
机械工程材料 第五章 钢的热处理.答案
30s
650 550
2s
40s
2s 5s
10s
2、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。
孕育期越小，过冷
奥氏体稳定性越小.
孕育期最小处称C
曲线的“鼻尖”。
碳钢鼻尖处的温度
为550℃。
在鼻尖以上, 温度较 高，相变驱动力小.
在鼻尖以下，温度
较低，扩散困难。
从而使奥氏体稳定
为板条与针状的混合
组织。
0.2%C 0.45%C 1..2%C
3、马氏体的性能 高硬度是马氏体性 能的主要特点。 马氏体的硬度主要 取决于其含碳量。 含碳量增加，其硬
C%
马氏体硬度、韧性与含碳量的关系
度增加。
当含碳量大于0.6%时，其硬度趋于平缓。
合金元素对马氏体硬度的影响不大。
℃
温 度 ，
共析钢奥氏体化曲线（875℃退火）
体成分趋于均匀。
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.
二、奥氏体晶粒长大及其影响因素
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。
(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）
钢的热处理工艺PPT培训课件
钢的热处理工艺培训课件
目录
• 钢的热处理工艺简介 • 钢的热处理工艺原理 • 钢的热处理工艺流程 • 钢的热处理工艺应用 • 钢的热处理工艺发展趋势 • 钢的热处理工艺安全与防护
01
钢的热处理工艺简介
热处理工艺的定义
热处理工艺
通过对金属材料进行加热、保温和冷 却，改变其内部组织结构，以达到改 善材料性能的一种工艺方法。
保持工作场所整洁
保持工作场所整洁，避免杂物 堆放，确保通道畅通，防止人
员跌倒或绊倒。
热处理工艺的劳动保护措施
佩戴防护用品 定期检查身体 合理安排工作时间 提供安全培训
在进行热处理操作时，应佩戴合适的防护用品，如手套、防护 眼镜、口罩等，以防止烫伤、烟尘和有害气体对人体的伤害。
长期从事热处理工作的人员应定期进行身体检查，确保身体健 康。
防腐与装饰用钢
在建筑行业中，钢材需要进行防腐和装饰处理， 热处理工艺可以提高其耐腐蚀性和美观度。
05
钢的热处理工艺发展趋 势
新型热处理工艺的发展
真空热处理
真空环境下进行热处理，能够减少氧化和脱碳， 提高表面质量。
激光热处理
利用高能激光束对材料表面进行快速加热和冷却， 实现高精度、高效率的热处理。
去除钢材表面的污垢、锈 迹和其他杂质，确保热处 理前的表面质量。
矫直
通过机械或火焰矫直方法， 消除钢材的弯曲和扭曲， 保证热处理过程的均匀性。
切割和备料
根据热处理需求，将钢材 切割成适当的大小和形状， 确保热处理操作的有效进 行。
热处理工艺流程
加热
将钢材加热到预定的温度，通常 使用燃气、电或盐浴等加热方式。
远程监控
03
通过网络技术对热处理设备进行远程监控和管理，方便对设备
目录
• 钢的热处理工艺简介 • 钢的热处理工艺原理 • 钢的热处理工艺流程 • 钢的热处理工艺应用 • 钢的热处理工艺发展趋势 • 钢的热处理工艺安全与防护
01
钢的热处理工艺简介
热处理工艺的定义
热处理工艺
通过对金属材料进行加热、保温和冷 却，改变其内部组织结构，以达到改 善材料性能的一种工艺方法。
保持工作场所整洁
保持工作场所整洁，避免杂物 堆放，确保通道畅通，防止人
员跌倒或绊倒。
热处理工艺的劳动保护措施
佩戴防护用品 定期检查身体 合理安排工作时间 提供安全培训
在进行热处理操作时，应佩戴合适的防护用品，如手套、防护 眼镜、口罩等，以防止烫伤、烟尘和有害气体对人体的伤害。
长期从事热处理工作的人员应定期进行身体检查，确保身体健 康。
防腐与装饰用钢
在建筑行业中，钢材需要进行防腐和装饰处理， 热处理工艺可以提高其耐腐蚀性和美观度。
05
钢的热处理工艺发展趋 势
新型热处理工艺的发展
真空热处理
真空环境下进行热处理，能够减少氧化和脱碳， 提高表面质量。
激光热处理
利用高能激光束对材料表面进行快速加热和冷却， 实现高精度、高效率的热处理。
去除钢材表面的污垢、锈 迹和其他杂质，确保热处 理前的表面质量。
矫直
通过机械或火焰矫直方法， 消除钢材的弯曲和扭曲， 保证热处理过程的均匀性。
切割和备料
根据热处理需求，将钢材 切割成适当的大小和形状， 确保热处理操作的有效进 行。
热处理工艺流程
加热
将钢材加热到预定的温度，通常 使用燃气、电或盐浴等加热方式。
远程监控
03
通过网络技术对热处理设备进行远程监控和管理，方便对设备
钢的热处理工艺精讲课件
钢的热处理工艺精讲课件
目 录
• 钢的热处理工艺概述 • 钢的热处理工艺原理 • 钢的热处理工艺流程 • 钢的热处理工艺应用 • 钢的热处理工艺优化与改进 • 钢的热处理工艺案例分析
01
钢的热处理工艺概述
定义与分类
定义
热处理是通过加热、保温和冷却 的方式改变金属材料的内部组织 结构，以达到改善其机械性能和 物理性能的过程。
03
钢的热处理工艺流程
预处理
清理
去除钢材表面的油污、锈迹和其他杂质 ，确保热处理过程的均匀性和稳定性。
VS
矫直
对钢材进行矫直处理，消除其弯曲、扭曲 等变形，保证热处理后钢材的平直度和尺 寸精度。
加热
温度控制
将钢材加热至预定的温度范围，通常为700-900℃，以实现所需的组织转变和性能改善。
均匀加热
热处理工艺的发展历程
01
02
03
古代热处理
人类在长期的生产实践中 ，通过将金属材料加热、 锤打、淬火等方式，发现 了热处理技术。
近代热处理
随着工业革命的兴起，人 们对金属材料的性能要求 越来越高，热处理技术得 到了快速发展。
现代热处理
随着科技的不断进步，热 处理技术不断创新和完善 ，出现了许多新型的热处 理工艺和设备。
钢的硬化与回火
硬化
通过快速冷却，使钢在奥氏体相变温度范围内停留，形成马氏体组织，从而使钢 硬化。
回火
将硬化后的钢加热至低于转变温度，使马氏体转变为更稳定的组织，以降低内应 力和提高韧性。
钢的表面处理
表面淬火
通过快速加热和快速冷却，使钢的表 面层硬化，而内部保持韧性。
渗碳处理
将碳原子渗入钢的表面层，以提高表 面硬度和耐磨性。
目 录
• 钢的热处理工艺概述 • 钢的热处理工艺原理 • 钢的热处理工艺流程 • 钢的热处理工艺应用 • 钢的热处理工艺优化与改进 • 钢的热处理工艺案例分析
01
钢的热处理工艺概述
定义与分类
定义
热处理是通过加热、保温和冷却 的方式改变金属材料的内部组织 结构，以达到改善其机械性能和 物理性能的过程。
03
钢的热处理工艺流程
预处理
清理
去除钢材表面的油污、锈迹和其他杂质 ，确保热处理过程的均匀性和稳定性。
VS
矫直
对钢材进行矫直处理，消除其弯曲、扭曲 等变形，保证热处理后钢材的平直度和尺 寸精度。
加热
温度控制
将钢材加热至预定的温度范围，通常为700-900℃，以实现所需的组织转变和性能改善。
均匀加热
热处理工艺的发展历程
01
02
03
古代热处理
人类在长期的生产实践中 ，通过将金属材料加热、 锤打、淬火等方式，发现 了热处理技术。
近代热处理
随着工业革命的兴起，人 们对金属材料的性能要求 越来越高，热处理技术得 到了快速发展。
现代热处理
随着科技的不断进步，热 处理技术不断创新和完善 ，出现了许多新型的热处 理工艺和设备。
钢的硬化与回火
硬化
通过快速冷却，使钢在奥氏体相变温度范围内停留，形成马氏体组织，从而使钢 硬化。
回火
将硬化后的钢加热至低于转变温度，使马氏体转变为更稳定的组织，以降低内应 力和提高韧性。
钢的表面处理
表面淬火
通过快速加热和快速冷却，使钢的表 面层硬化，而内部保持韧性。
渗碳处理
将碳原子渗入钢的表面层，以提高表 面硬度和耐磨性。
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• • • • （1）高温转变区 A1——鼻子温度（5500C） A过冷——>P（S，T）索氏体，屈氏体。 P的形成取决于生核，长大速率。T↓，生核，长 大↑ 。 • T↓→6000C，D↓，长大慢→层间距薄，短 • 扩散型相变，综合性能好，HB较低，韧性好。 • T↓——HB↑，强度↑
（2）中温区转变，贝氏体转变 550℃~230（MS） A过冷→B，碳化物分布在含过饱和碳的F基体上的 两相机械混合物 • 550℃~350℃ 上贝氏体 半扩散型，Fe不扩散 • 羽毛状 碳化物在F间，韧性差 • 350℃~MS 下贝氏体 C原子有一定的扩散能力 针状 碳化物在F内，韧性高，综合机械性能 好
• 2．合金元素，（C0%↑→左移） • C0以外，所有合金元素溶入A中，增大过冷 A稳定性——右移 • 非碳化物形成元素，Si,Ni, Cu, 不改变C曲 线形状 • 强碳化物形成元素，Cr,Mo,W,V, Nb, Ti, 改 变C曲线形状 • 除C0,Al 外，均使Ms,Mf 下降，残余A↑
（二）A化条件的影响
• 1．加热温度和时间 • A化温度↑，时间↑（成分均匀，晶粒大，未 溶碳化物少、过冷奥氏体的连续冷却转变图
• • • • PS：A→P开始线 Pf：A→P终止线 K：珠光体型转变终止线 Vk：上临界冷却速度（马氏体 临界冷却速度）→M最小冷速 Vk’：下临界冷速→完全P最大 冷速 2．连续冷却转变曲线和等温转 变曲线的比较 （1）CCT位于TTT曲线右下方 A→P转变温度低一些，t长一些 （2）CCT无A→B转变 CCT测定困难，常用TTT曲线 定性分析
二、影响C曲线的因素
• C曲线反映奥氏体的稳定性及分解转变特性， 这些取决于奥氏体的化学成分和加热时的 状态。 • C曲线的形状位置，不仅对过冷奥氏体等温 转变速度和转变产物的性能具有重要意义， 而且对钢的热处理工艺也有指导性作用。
（一）A成分 1．含碳量A中C%↑→C曲线右移.
• 对亚共析钢，钢中C%↑，A中C%↑→C曲线右移 对过共析钢，一般在AC1以上A化，钢中C%↑，未溶 Fe3C↑→有利于形核→C曲线左移 共析钢，C曲线最靠右边，稳定性最高。
• ● M 的形态与含碳量的关系 —— C%↑→ 针状M %↑ • ● M 的硬度与含碳量的关系 —— C%↑→ HRC↑ • ● M 转变温度与含碳量的关系 —— C%↑→ A’% ↑ • ● A’含量与含碳量的关系 —— C%↑→ A’% ↑
3．共析钢等温转变组织——性能的关系
• （1）珠光体型 • 转变温度降低，片间距小，细晶强化→强度、硬度、塑性、 韧性提高 • （2）贝氏体 • B上：强度、韧性差 • B下：硬度高，韧性好，具有优良的综合机械性能 • （3）马氏体 • 硬度高 • C%↑→HRC↑ • 针状马氏体，硬而脆，塑、韧性差 • 板条状，强度高，塑性，韧性好
[一般要求]
• 1. 钢在加热和冷却时组织转变的机理； • 2. 各种热处理的具体工艺过程； • 3. 钢在加热和冷却过程中产生的缺陷；
热处理
• ● 热处理 —— 把固态金属材料通过一定的加热，保温和 冷却以改变其组织和性能的一种工艺。 • ● 热处理工艺的分类 —— 常规热处理(退火、正火、淬 火和回火），表面淬火及化学热处理。
（3）低温区转变——马氏体转变，MS→Mf之间一个温度范
围内连续冷却完成的，离于非扩散型转变。
• a. A过冷→M+A'残余 • b. 转变产物：马氏体M，碳在α-Fe中的过 饱和固溶体。 • C%<0.23%，板条状M • C%>1.0%，针状，马氏体 • c. 实质：T低——C无法扩散→非扩散性晶 格切变→过饱和C的铁素体。 • d. M转变的特征，①无扩散性 ②瞬时性 ③ 存在Ms,Mf ④不完全性 ⑤体积膨胀
3．奥氏体晶粒度的控制
• • • • • • • • a. 加热工艺 加热温度，保温时间 b. 钢的成分——合金化 A中C%↑→晶粒长大↑ MxC%↑→是粒长大↓ 1)碳化物形成元素 细化晶粒 2）Al→本质细晶钢 3）Mn 、P促进长大
5.2 钢在冷却过程中的组织转变
• 一、过冷奥氏体的等温转变 • 二、影响C曲线的因素 • 三、过冷奥氏体的连续冷却转变图
四、奥氏体晶粒大小及控制 • 1．晶粒度: 表征 晶体内晶粒大小 的量度，通常用 长度，面积，体 积或晶粒度级别 表示。
2．起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度
• 本质晶粒度：钢奥氏体 晶粒长大的倾向。 奥氏体晶粒随温度的升 高而且迅速长大→本质 粗晶钢 奥氏体晶粒随温度升高 到某一温度时，才迅速 长大→本质细晶钢
一、过冷奥氏体的等温转变
• 1．共析钢过冷A等温转变曲线。 • 冷却到一定温度，保温，测量A过冷转变开 始和终了时间 • A1以上：A稳定 • A1以下：A不稳定，过冷 • C曲线有一最小孕育期： • 1：T↓，A——P的驱动力F提高 • 2：T↓——D↓
2．共析钢过冷奥氏体等温转变产物 的组织和特征
2．共析钢奥氏体化过程 a. 形核 （优先在相界（F，Fe3C）b. 长大 c. 渗碳体完全溶解d. 碳的均匀化
二、亚（过）析钢的奥氏体化 三、影响奥氏体化的因素 1．加热温度 T↑→A化↑ (D↑→浓度梯度大）
2．加热速度↑→转变开始温度↑，转变时间↓
3．含碳量 C%↑→界面多→核心多→转变快 4．合金元素 a. Cr、M0、W、V、Nb、Ti强碳化物形成元素，↓ 奥氏体形成速度 b. C0、Ni非碳化物形成元素，↑奥氏形成速度 c. Al、Si、Mn影响不太 5．原始组织 片状，片间距小→相界面多→碳弥散度大→碳原 子扩散距离短→奥氏体形核长大快 >粒状
[教学内容]
• • • • • • • §5.1 钢在加热时的组织转变 §5.2 钢在冷却过程中的组织转变 5．3 钢的退火与正火工艺 5.4 钢的淬火与回火 5.5 钢的表面热处理 5.6 钢的化学热处理 “钢的热处理” 练习题
5.1 钢在加热时的组织转变 一、共析钢的奥氏体化（晶格改组和Fe，C原子的扩散过程， 遵循形核、长大规律）1．共析钢奥氏体化温度
（2）中温区转变，贝氏体转变 550℃~230（MS） A过冷→B，碳化物分布在含过饱和碳的F基体上的 两相机械混合物 • 550℃~350℃ 上贝氏体 半扩散型，Fe不扩散 • 羽毛状 碳化物在F间，韧性差 • 350℃~MS 下贝氏体 C原子有一定的扩散能力 针状 碳化物在F内，韧性高，综合机械性能 好
• 2．合金元素，（C0%↑→左移） • C0以外，所有合金元素溶入A中，增大过冷 A稳定性——右移 • 非碳化物形成元素，Si,Ni, Cu, 不改变C曲 线形状 • 强碳化物形成元素，Cr,Mo,W,V, Nb, Ti, 改 变C曲线形状 • 除C0,Al 外，均使Ms,Mf 下降，残余A↑
（二）A化条件的影响
• 1．加热温度和时间 • A化温度↑，时间↑（成分均匀，晶粒大，未 溶碳化物少、过冷奥氏体的连续冷却转变图
• • • • PS：A→P开始线 Pf：A→P终止线 K：珠光体型转变终止线 Vk：上临界冷却速度（马氏体 临界冷却速度）→M最小冷速 Vk’：下临界冷速→完全P最大 冷速 2．连续冷却转变曲线和等温转 变曲线的比较 （1）CCT位于TTT曲线右下方 A→P转变温度低一些，t长一些 （2）CCT无A→B转变 CCT测定困难，常用TTT曲线 定性分析
二、影响C曲线的因素
• C曲线反映奥氏体的稳定性及分解转变特性， 这些取决于奥氏体的化学成分和加热时的 状态。 • C曲线的形状位置，不仅对过冷奥氏体等温 转变速度和转变产物的性能具有重要意义， 而且对钢的热处理工艺也有指导性作用。
（一）A成分 1．含碳量A中C%↑→C曲线右移.
• 对亚共析钢，钢中C%↑，A中C%↑→C曲线右移 对过共析钢，一般在AC1以上A化，钢中C%↑，未溶 Fe3C↑→有利于形核→C曲线左移 共析钢，C曲线最靠右边，稳定性最高。
• ● M 的形态与含碳量的关系 —— C%↑→ 针状M %↑ • ● M 的硬度与含碳量的关系 —— C%↑→ HRC↑ • ● M 转变温度与含碳量的关系 —— C%↑→ A’% ↑ • ● A’含量与含碳量的关系 —— C%↑→ A’% ↑
3．共析钢等温转变组织——性能的关系
• （1）珠光体型 • 转变温度降低，片间距小，细晶强化→强度、硬度、塑性、 韧性提高 • （2）贝氏体 • B上：强度、韧性差 • B下：硬度高，韧性好，具有优良的综合机械性能 • （3）马氏体 • 硬度高 • C%↑→HRC↑ • 针状马氏体，硬而脆，塑、韧性差 • 板条状，强度高，塑性，韧性好
[一般要求]
• 1. 钢在加热和冷却时组织转变的机理； • 2. 各种热处理的具体工艺过程； • 3. 钢在加热和冷却过程中产生的缺陷；
热处理
• ● 热处理 —— 把固态金属材料通过一定的加热，保温和 冷却以改变其组织和性能的一种工艺。 • ● 热处理工艺的分类 —— 常规热处理(退火、正火、淬 火和回火），表面淬火及化学热处理。
（3）低温区转变——马氏体转变，MS→Mf之间一个温度范
围内连续冷却完成的，离于非扩散型转变。
• a. A过冷→M+A'残余 • b. 转变产物：马氏体M，碳在α-Fe中的过 饱和固溶体。 • C%<0.23%，板条状M • C%>1.0%，针状，马氏体 • c. 实质：T低——C无法扩散→非扩散性晶 格切变→过饱和C的铁素体。 • d. M转变的特征，①无扩散性 ②瞬时性 ③ 存在Ms,Mf ④不完全性 ⑤体积膨胀
3．奥氏体晶粒度的控制
• • • • • • • • a. 加热工艺 加热温度，保温时间 b. 钢的成分——合金化 A中C%↑→晶粒长大↑ MxC%↑→是粒长大↓ 1)碳化物形成元素 细化晶粒 2）Al→本质细晶钢 3）Mn 、P促进长大
5.2 钢在冷却过程中的组织转变
• 一、过冷奥氏体的等温转变 • 二、影响C曲线的因素 • 三、过冷奥氏体的连续冷却转变图
四、奥氏体晶粒大小及控制 • 1．晶粒度: 表征 晶体内晶粒大小 的量度，通常用 长度，面积，体 积或晶粒度级别 表示。
2．起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度
• 本质晶粒度：钢奥氏体 晶粒长大的倾向。 奥氏体晶粒随温度的升 高而且迅速长大→本质 粗晶钢 奥氏体晶粒随温度升高 到某一温度时，才迅速 长大→本质细晶钢
一、过冷奥氏体的等温转变
• 1．共析钢过冷A等温转变曲线。 • 冷却到一定温度，保温，测量A过冷转变开 始和终了时间 • A1以上：A稳定 • A1以下：A不稳定，过冷 • C曲线有一最小孕育期： • 1：T↓，A——P的驱动力F提高 • 2：T↓——D↓
2．共析钢过冷奥氏体等温转变产物 的组织和特征
2．共析钢奥氏体化过程 a. 形核 （优先在相界（F，Fe3C）b. 长大 c. 渗碳体完全溶解d. 碳的均匀化
二、亚（过）析钢的奥氏体化 三、影响奥氏体化的因素 1．加热温度 T↑→A化↑ (D↑→浓度梯度大）
2．加热速度↑→转变开始温度↑，转变时间↓
3．含碳量 C%↑→界面多→核心多→转变快 4．合金元素 a. Cr、M0、W、V、Nb、Ti强碳化物形成元素，↓ 奥氏体形成速度 b. C0、Ni非碳化物形成元素，↑奥氏形成速度 c. Al、Si、Mn影响不太 5．原始组织 片状，片间距小→相界面多→碳弥散度大→碳原 子扩散距离短→奥氏体形核长大快 >粒状
[教学内容]
• • • • • • • §5.1 钢在加热时的组织转变 §5.2 钢在冷却过程中的组织转变 5．3 钢的退火与正火工艺 5.4 钢的淬火与回火 5.5 钢的表面热处理 5.6 钢的化学热处理 “钢的热处理” 练习题
5.1 钢在加热时的组织转变 一、共析钢的奥氏体化（晶格改组和Fe，C原子的扩散过程， 遵循形核、长大规律）1．共析钢奥氏体化温度