钢的热处理和表面改性资料.pptx
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1、教师:教师:吉华吉华四川大学化工学院四川大学化工学院3钢的热处理和表面改性3.1钢在在热处理理时的的组织转变n热处理就是将固态金属以一定的升温速度加热到既定温度,保温一定时间,再以一定的降温速度冷却的工艺方法n实际转变温度与相图有所区别u相图只是平衡状态的情况,就是在及其缓慢的冷却或者加热过程中才能达到的状态,在实际钢铁生产和热冷加工过程中的温度变化较快的条件下u实际加热温度都偏高、冷却温度都偏低,加热和冷却速度越大,这种差别越大,这使得钢在热处理时的临界点偏离了相图中的临界点加热时相变温度=3.1.1钢在加在加热时的的组织转变3.1.1钢在加在加热时的的组织转变n奥氏体形成的三个阶段u形核过
2、程u首先形成在铁素体与渗碳体的界面处,因为界面处成分较不均匀,原子排列最不规则,为产生A准备了浓度起伏、结构起伏的有利条件u长大和均匀化u从宏观上看A的转变主要:晶格发生变化;晶体含碳量变化n影响奥氏体形成速度的因素u加热速度与加热温度:温度;速度奥氏体化越快u含碳量和合金元素:C转变u合金元素不影响基本过程,但影响转变速度时间时间温温度度3.1.1钢在加在加热时的的组织转变n影响奥氏体晶粒度的因素u加热温度保温时间u加热温度A晶粒长大趋势;但是有利于A的形成和均匀化u保温时间A晶粒粗大;只需使材料均匀化的最短时间u合金元素(Pg40)u本质晶粒度u原始组织u片状P:转变,长大u粒状P:转变,
3、长大3.1.1钢在加在加热时的的组织转变3.1.2钢在冷却在冷却时的的组织转变n冷却方式u等温冷却u连续冷却n过冷奥氏体n等温转变曲线共析钢过冷A的等温转变曲线图(a)珠光体珠光体3800(b)索氏体索氏体8000(c)屈氏体屈氏体8000A1650:珠光体650600:索氏体600550:屈氏体片层越细硬度、强度、塑性上升高温高温转变区区(A1550)n渗碳体呈层片状分布在铁素体基体上转变温度越低,层间距越小n奥氏体向珠光体的转变为扩散型的生核、长大过程,是通过碳、铁的扩散和晶体结构的重构来实现的双C线=u350550区间形成的称为上贝氏体u350Ms区间内形成的称为下贝氏体n贝氏体是渗碳体
4、分布在碳过饱和的铁素体基体上的两相混合物n奥氏体向贝氏体的转变属于半扩散型转变,铁原子不扩散而碳原子有一定扩散能力中温中温转变区区(550Ms)上贝氏体=下贝氏体=双C线=n马氏体转变特点u马氏体就是碳在-Fe中的过饱和固溶体u非扩散型转变:仅仅是点阵的改组,没有化学成分的改变与扩散,无孕育期,晶粒度取决于A的晶粒度u变温转变:在MSMf范围内完成,在某一温度停留不能使M增多u转变不完全性:即使降到Mf下,也不能完全转变,残余的A,塑性、韧性,硬度;但不稳定,可能引起尺寸的变化u体积内应力开裂双C线=低温低温转变区区(MsMf)马氏体形成=马氏体=n高碳马氏体u显微形貌呈针状/竹叶状,故又称针
5、状马氏体;u硬度高、塑性和韧性很差n低碳马氏体u显微形貌呈板条状,故又称板条马氏体u强度高、硬度不高、塑性和韧性较好,应用广泛马氏体的形氏体的形态0.6%1%低碳马氏体的组织形态高碳马氏体的组织形态针状马氏体 板条马氏体板条马氏体+针状马氏体n意义u过冷度对奥氏体完成转变所需时间的影响u过冷度对奥氏体转变准备时间的影响u不同温度下,奥氏体转变产物也有极大的区别n应用u计算全部奥氏体转变为马氏体所必需的最小冷却速度u可以推断连续转变的产物组成u各种不同的钢种,C线不同u可以按工件所需要性能,决定不同的等温处理及保温时间过冷奥氏体等温冷奥氏体等温转变曲曲线的意的意义和和应用用n退火就是将钢加热到临
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