1、第五章 鋼的熱處理第五章第五章 鋼的熱處理鋼的熱處理第五章 鋼的熱處理引言：引言：1 1、熱處理的概念、熱處理的概念 2 2、熱處理的目的、熱處理的目的 將固態鋼材采用適當的方式進行將固態鋼材采用適當的方式進行加熱、保溫加熱、保溫和和冷冷卻以獲得卻以獲得所需組織與性能的工藝。所需組織與性能的工藝。（1 1）提高鋼的力學性能）提高鋼的力學性能（2 2）改善鋼的工藝性能）改善鋼的工藝性能第五章 鋼的熱處理第一節第一節 鋼的熱處理原理鋼的熱處理原理 1.概念：將鋼在固態下進行加熱、保溫和冷卻，改變其內部組織，概念：將鋼在固態下進行加熱、保溫和冷卻，改變其內部組織，獲得所需性能的工藝方法。獲得所需性能

2、的工藝方法。 2.分類：根據熱處理工藝特點分為：分類：根據熱處理工藝特點分為： (1)整體熱處理：主要包括退火、正火、淬火和回火；整體熱處理：主要包括退火、正火、淬火和回火； (2)表面熱處理：主要包括表面淬火、物理氣相沉積和化學氣表面熱處理：主要包括表面淬火、物理氣相沉積和化學氣相沉積等；相沉積等； (3) 化學熱處理：主要包括滲碳、滲氮、碳氮共滲等?；瘜W熱處理：主要包括滲碳、滲氮、碳氮共滲等。第五章 鋼的熱處理第第4章章 鋼的熱處理鋼的熱處理第五章 鋼的熱處理 一、奧氏體的形成一、奧氏體的形成 當鋼加熱到稍高于當鋼加熱到稍高于Ac1溫度時，鋼中的珠光體開始轉變為奧氏體分溫度時，鋼中的珠光體

3、開始轉變為奧氏體分為奧氏體晶核的形成、奧氏體晶核的長大、殘余滲碳體的溶解、奧氏體為奧氏體晶核的形成、奧氏體晶核的長大、殘余滲碳體的溶解、奧氏體成分的均勻化四個階段；成分的均勻化四個階段； 而亞共析鋼中的鐵素體和過共析鋼中的滲碳體不發生組織轉變。而亞共析鋼中的鐵素體和過共析鋼中的滲碳體不發生組織轉變。第五章 鋼的熱處理 當溫度加熱到當溫度加熱到Ac3或或Acm線以上時，鋼中的鐵素體、珠光體線以上時，鋼中的鐵素體、珠光體和滲碳體都轉變成奧氏體，開始形成細小的奧氏體晶粒。加熱溫和滲碳體都轉變成奧氏體，開始形成細小的奧氏體晶粒。加熱溫度越高和保溫時間越長奧氏體晶粒就越粗大。度越高和保溫時間越長奧氏體晶

4、粒就越粗大。 2. 2.奧氏體化奧氏體化 對于亞共析鋼或過共對于亞共析鋼或過共析鋼，若加熱至析鋼，若加熱至Ac1溫度，溫度，只能使珠光體轉變為奧氏只能使珠光體轉變為奧氏體，得到奧氏體體，得到奧氏體+鐵素體或鐵素體或奧氏體奧氏體+二次滲碳體組織，二次滲碳體組織，稱為不完全奧氏體化。只稱為不完全奧氏體化。只有繼續加熱至有繼續加熱至Ac3或或Accm溫度以上，才能得到單相溫度以上，才能得到單相奧氏體組織，即完全奧氏奧氏體組織，即完全奧氏體化。體化。第五章 鋼的熱處理 （1）加熱時獲得的奧氏體晶粒細小，則冷卻后轉變產物的晶粒也細小，）加熱時獲得的奧氏體晶粒細小，則冷卻后轉變產物的晶粒也細小，其強度、塑

5、性和韌性較好；反之，粗大的奧氏體晶粒冷卻后轉變產物也粗大，其強度、塑性和韌性較好；反之，粗大的奧氏體晶粒冷卻后轉變產物也粗大，其強度、塑性較差，特別是沖擊韌度顯著降低。其強度、塑性較差，特別是沖擊韌度顯著降低。 （2）奧氏體晶粒大小用奧氏體晶粒度來表示，常用的為）奧氏體晶粒大小用奧氏體晶粒度來表示，常用的為18級。其中級。其中14級為粗晶粒，級為粗晶粒，58級為細晶粒級為細晶粒第五章 鋼的熱處理二、奧氏體晶粒長大及其控制二、奧氏體晶粒長大及其控制鋼加熱時，當珠鋼加熱時，當珠光體剛剛轉變為光體剛剛轉變為奧氏體時，奧氏奧氏體時，奧氏體晶粒大小叫體晶粒大小叫起起始晶粒度。始晶粒度。隨加熱溫度升高或保

6、溫時間延長，奧氏體晶粒隨加熱溫度升高或保溫時間延長，奧氏體晶粒將進一步將進一步長大長大，這是一個自發的過程。，這是一個自發的過程。（一）奧氏體晶粒（一）奧氏體晶粒1 1、起始晶粒度、起始晶粒度。第五章 鋼的熱處理 3、本質晶粒度、本質晶粒度:有的鋼材有的鋼材加熱時加熱時A晶粒很容易長大，晶粒很容易長大，而有的鋼材就不容易長大，而有的鋼材就不容易長大，這說明不同的鋼材的晶粒長這說明不同的鋼材的晶粒長大傾向是不同的。大傾向是不同的。本質晶粒度是反映鋼材加本質晶粒度是反映鋼材加熱時熱時A晶粒長大傾向的一個晶粒長大傾向的一個指標。指標。930,8h2 2、實際晶粒度實際晶粒度:在每一個具體加熱條件下所

7、得到的在每一個具體加熱條件下所得到的奧氏體晶粒大小，稱為奧氏體的奧氏體晶粒大小，稱為奧氏體的“實際晶粒度實際晶粒度”。第五章 鋼的熱處理（二）影響奧氏體晶粒長大的因素（二）影響奧氏體晶粒長大的因素1、鋼料的化學成分和冶煉方法、鋼料的化學成分和冶煉方法a a、隨、隨含碳量含碳量增加，晶粒長大傾向先增加，晶粒長大傾向先增大后減小：形成的碳化物阻礙奧增大后減?。盒纬傻奶蓟镒璧K奧氏體晶粒的長大；氏體晶粒的長大；b b、加入適量的形成難熔化合物的、加入適量的形成難熔化合物的合合金元素金元素，強烈地阻礙奧氏體晶粒長，強烈地阻礙奧氏體晶粒長大。大。A A 奧氏體形成后隨著加熱溫度升高奧氏體形成后隨著加熱溫

8、度升高和保溫時間延長，晶粒急劇長大；和保溫時間延長，晶粒急劇長大； B B 加熱速度越大，奧氏體轉變時的加熱速度越大，奧氏體轉變時的過熱度越大，奧氏體的實際形成溫過熱度越大，奧氏體的實際形成溫度越高，則奧氏體的形核率越高，度越高，則奧氏體的形核率越高，起始晶粒越細。起始晶粒越細。2、加熱溫度、加熱溫度、 速度、保溫時間速度、保溫時間第五章 鋼的熱處理 奧氏體的冷卻轉變，直接影響鋼熱處理后的組織和性能。奧氏體的冷卻轉變，直接影響鋼熱處理后的組織和性能。 處于臨界點處于臨界點A A1 1以下的奧氏體稱為以下的奧氏體稱為過冷奧氏體過冷奧氏體。 鋼在冷卻時的轉變，實質上是過冷奧氏體的轉變。過冷奧氏鋼在

9、冷卻時的轉變，實質上是過冷奧氏體的轉變。過冷奧氏體的轉變產物，決定于它的轉變溫度，而轉變溫度又主要與冷卻體的轉變產物，決定于它的轉變溫度，而轉變溫度又主要與冷卻的方式和速度有關。的方式和速度有關。 研究奧氏體冷卻轉變常用等溫冷卻轉變曲線及連續冷卻轉變研究奧氏體冷卻轉變常用等溫冷卻轉變曲線及連續冷卻轉變曲線。曲線。 將奧氏體化的共析鋼快冷至臨界點以下的某一溫度等溫停留，并將奧氏體化的共析鋼快冷至臨界點以下的某一溫度等溫停留，并測定奧氏體轉變量與時間的關系，即可得到過冷奧氏體等溫轉變曲線。測定奧氏體轉變量與時間的關系，即可得到過冷奧氏體等溫轉變曲線。（C C曲線或曲線或TTTTTT曲線曲線） 第五

10、章 鋼的熱處理熱處理中采用不同的冷卻方式，熱處理中采用不同的冷卻方式，過冷奧氏體過冷奧氏體將轉將轉變為不同組織，性能具有很大的差異。變為不同組織，性能具有很大的差異。 45鋼經鋼經840加熱在不同條件冷卻后的力學性能加熱在不同條件冷卻后的力學性能 過冷奧氏體：過冷奧氏體：冷卻到相變溫度以下且尚未轉變的冷卻到相變溫度以下且尚未轉變的 奧氏體，處在不穩定的過冷狀態。奧氏體，處在不穩定的過冷狀態。第五章 鋼的熱處理 冷卻方式冷卻方式： （1）連續冷卻：將鋼加熱到一定溫度，并以一定的冷卻）連續冷卻：將鋼加熱到一定溫度，并以一定的冷卻速度連續冷卻到室溫的冷卻方式。速度連續冷卻到室溫的冷卻方式。 （2）等

11、溫冷卻：將）等溫冷卻：將鋼加熱到一定溫度，先鋼加熱到一定溫度，先以較快的冷卻速度，冷以較快的冷卻速度，冷卻到卻到Ar1線以線以 下某一溫下某一溫度進行保溫，使過冷度進行保溫，使過冷 奧奧氏體在恒溫下發生組織氏體在恒溫下發生組織轉變，轉變， 待轉變結束后再待轉變結束后再迅速冷卻到室迅速冷卻到室 溫的冷卻溫的冷卻方式。方式。第五章 鋼的熱處理一、過冷奧氏體的等溫轉變一、過冷奧氏體的等溫轉變(一）一） 建立共析鋼過冷奧氏體建立共析鋼過冷奧氏體等溫冷卻轉變曲線等溫冷卻轉變曲線 - TTT曲曲線線( C 曲線曲線 )T - timeT - temperatureT - transformation 過冷

12、奧氏體的等溫轉變圖過冷奧氏體的等溫轉變圖是表示奧氏體急速冷卻到臨界是表示奧氏體急速冷卻到臨界點點A1 以下在各不同溫度下的保溫過程中轉變以下在各不同溫度下的保溫過程中轉變與轉變時間與轉變時間的關系曲線，又稱的關系曲線，又稱C 曲線或曲線或TTT曲線。曲線。l 取一批小試樣取一批小試樣(1.5mm)(1.5mm)并進行奧氏體化；并進行奧氏體化； 將試樣分組淬入低于將試樣分組淬入低于A1 A1 點的不同溫度的鹽浴中，隔一定點的不同溫度的鹽浴中，隔一定時間取一試樣淬入水中。時間取一試樣淬入水中。 測定每個試樣的轉變量，確定各溫度下轉變量與轉變時間測定每個試樣的轉變量，確定各溫度下轉變量與轉變時間的關

13、系。的關系。 將各溫度下轉變開始時間及終了時間標在溫度將各溫度下轉變開始時間及終了時間標在溫度時間坐標時間坐標中，并分別連線。中，并分別連線。第五章 鋼的熱處理5506502s10s5s2s5s10s30s40s第五章 鋼的熱處理時間時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度溫度()0400A1第五章 鋼的熱處理（二）共析碳鋼（二）共析碳鋼 TTT 曲線的分析曲線的分析穩定的奧氏體區穩定的奧氏體區過冷奧氏體區過冷奧氏體區A向產向產物轉變開始線物轉變開始線A向產物向產物轉變終止線轉變終止線 A +產產 物物 區區產物區產物區A1-550;高溫轉變區

14、高溫轉變區;擴散型轉變擴散型轉變; P 轉變區。轉變區。550-230;中溫轉變中溫轉變區區; 半擴散型轉變半擴散型轉變; 貝氏體貝氏體( B ) 轉變區轉變區;230- - 50; 低溫轉低溫轉變區變區; 非擴散型轉變非擴散型轉變;馬氏體馬氏體 ( M ) 轉變區。轉變區。時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度()0400A1MsMf時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度()0400A1MsMf第五章 鋼的熱處理鼻溫鼻溫 Ms 隨等溫溫度隨等溫溫度 T, 原原子擴散能力子擴散能力，孕育期，

15、孕育期變長，轉變速度變長，轉變速度。孕育期孕育期 由圖可知，過冷由圖可知，過冷A A在各個溫度等溫時，都要在該溫在各個溫度等溫時，都要在該溫度下經過一段時間才能發生轉變。把金屬在一定過冷度條件下等度下經過一段時間才能發生轉變。把金屬在一定過冷度條件下等溫轉變時，等溫停留開始至轉變開始之間的時間稱為孕育期。溫轉變時，等溫停留開始至轉變開始之間的時間稱為孕育期。孕育期孕育期A1 鼻溫鼻溫 隨等溫溫度隨等溫溫度 T, 孕育期變短，轉變速孕育期變短，轉變速度度 ;鼻溫鼻溫孕育期孕育期第五章 鋼的熱處理 過冷過冷A在在 A1到到 550間間將轉變為珠光體類型組將轉變為珠光體類型組織，它是鐵素體與滲碳織，

16、它是鐵素體與滲碳體片層相間的機械混合體片層相間的機械混合物物，根據片層厚薄不同，根據片層厚薄不同，又細分為又細分為珠光體珠光體P、索氏索氏體體S和和托氏體托氏體T。（三）過冷奧氏體等溫轉變產物的組織與性能（三）過冷奧氏體等溫轉變產物的組織與性能1、珠光體型轉變、珠光體型轉變第五章 鋼的熱處理u在過冷度很小時在過冷度很小時(Al-650)(Al-650)，會形成層片較粗，會形成層片較粗大的組織，片間距為大的組織，片間距為0.6-0.7m0.6-0.7m，硬度，硬度10HRC-10HRC-20HRC20HRC；稱為珠光體；稱為珠光體(P)(P)，在低倍的金相顯微鏡下，在低倍的金相顯微鏡下就可觀察清

17、楚。就可觀察清楚。第五章 鋼的熱處理在過冷度稍大時在過冷度稍大時(650-600)，會得到層片較，會得到層片較薄的細珠光體組織薄的細珠光體組織(S-細珠光體細珠光體)，片間距，片間距0.2-0.4m,硬度硬度20-30HRC；稱為；稱為“索氏體索氏體S” 。它在。它在1000-1500倍的光學顯微鏡下，才能分辨清楚。倍的光學顯微鏡下，才能分辨清楚。第五章 鋼的熱處理在過冷度很大時在過冷度很大時(600-550)，得到層片極細的，得到層片極細的組織組織(T-極細珠光體極細珠光體)，片間距，片間距0.2m ( 電鏡電鏡 ); 硬度硬度30-40HRC；它稱為托氏體，用；它稱為托氏體，用“T”示。它

18、只有在示。它只有在10000-15000倍的電鏡下才能分辨出來。倍的電鏡下才能分辨出來。第五章 鋼的熱處理u珠光體、索氏體、屈珠光體、索氏體、屈氏體三種組織無本質氏體三種組織無本質區別，只是形態上的區別，只是形態上的粗細之分。片間距越粗細之分。片間距越小，鋼的強度、硬度小，鋼的強度、硬度越高，而塑性和韌性越高，而塑性和韌性略有改善。略有改善。 第五章 鋼的熱處理u珠光體轉變：是形核和長大的過程。珠光體轉變：是形核和長大的過程。滲碳體晶核先在滲碳體晶核先在A晶界上形成，在長大過程中，其兩側晶界上形成，在長大過程中，其兩側A的含碳量的含碳量下降，促進了下降，促進了F形核，兩者相間形核并長大，形成一

19、個珠光體團。形核，兩者相間形核并長大，形成一個珠光體團。第五章 鋼的熱處理2、貝氏體型轉變、貝氏體型轉變u貝氏體貝氏體B-是含碳過是含碳過飽和的飽和的F 和滲碳體和滲碳體（Fe3C）（或碳化物）（或碳化物）組成的兩相混合物，轉組成的兩相混合物，轉變時必須進行碳的重新變時必須進行碳的重新分布和鐵的晶格重構。分布和鐵的晶格重構。第五章 鋼的熱處理 上貝氏體上貝氏體 形成溫度為形成溫度為550-350。 在光鏡下呈在光鏡下呈羽毛狀羽毛狀. 在電鏡下為不連續棒狀在電鏡下為不連續棒狀的滲碳體分布于自奧氏的滲碳體分布于自奧氏體晶界向晶內平行體晶界向晶內平行生長生長的鐵素體條之間。的鐵素體條之間。光鏡下光鏡

20、下電鏡下電鏡下第五章 鋼的熱處理 下貝氏體下貝氏體 形成溫度為形成溫度為350-Ms。 在光鏡下呈在光鏡下呈竹葉狀。竹葉狀。光鏡下光鏡下電鏡下電鏡下l在電鏡下為在電鏡下為細片狀碳細片狀碳化物分布于鐵素體針化物分布于鐵素體針內，并與鐵素體針長內，并與鐵素體針長軸方向呈軸方向呈55-60角。角。第五章 鋼的熱處理 上貝氏體強度與塑性都較低，無實用價值。上貝氏體強度與塑性都較低，無實用價值。 下貝氏體除了強度、硬度較高外，塑性、韌性下貝氏體除了強度、硬度較高外，塑性、韌性也較好，即具有良好的綜合力學性能，是生產也較好，即具有良好的綜合力學性能，是生產上常用的強化組織之一。上常用的強化組織之一。 上貝

21、氏體上貝氏體貝氏體組織的透射電鏡形貌貝氏體組織的透射電鏡形貌下貝氏體下貝氏體第五章 鋼的熱處理 當奧氏體過冷到當奧氏體過冷到Ms以以下將轉變為馬氏體類下將轉變為馬氏體類型組織。型組織。 馬氏體轉變是強化鋼馬氏體轉變是強化鋼的重要途徑之一。的重要途徑之一。3、馬氏體型轉變、馬氏體型轉變 （極大過冷度冷至Ms以下）1）定義及晶體結構）定義及晶體結構:馬氏體馬氏體M是一種碳在是一種碳在 Fe中的中的過飽和過飽和固溶體。固溶體。第五章 鋼的熱處理 馬氏體具有體心正方晶格（馬氏體具有體心正方晶格（a=bc） 軸比軸比c/a 稱馬氏體的正方度。稱馬氏體的正方度。 C% 越高，正方度越大，正方畸變越嚴重。越

22、高，正方度越大，正方畸變越嚴重。 當當0.25%C時，時，c/a=1，此時馬氏體為體心立方晶格，此時馬氏體為體心立方晶格.第五章 鋼的熱處理 板條馬氏體板條馬氏體 立體形態為細長的扁立體形態為細長的扁棒狀棒狀 在光鏡下板條馬氏體在光鏡下板條馬氏體為一束束的細條組織。為一束束的細條組織。 在電鏡下，板條內的在電鏡下，板條內的亞結構主要是高密度亞結構主要是高密度的位錯，的位錯， =1012/cm2,又稱又稱位錯馬氏體位錯馬氏體。光鏡下光鏡下電鏡下電鏡下2）馬氏體的形態）馬氏體的形態第五章 鋼的熱處理 片狀馬氏體片狀馬氏體 立體形態為雙凸透鏡形的片立體形態為雙凸透鏡形的片狀狀。顯微組織為針片狀。顯微

23、組織為針片狀。 在電鏡下，亞結構主要是孿在電鏡下，亞結構主要是孿晶晶，又稱，又稱孿晶馬氏體孿晶馬氏體。電鏡下電鏡下電鏡下電鏡下光鏡下光鏡下第五章 鋼的熱處理 馬氏體的形態主馬氏體的形態主要取決于其含碳量要取決于其含碳量 C%小于小于0.2%時，時，組組織幾乎全部是織幾乎全部是板條馬板條馬氏體。氏體。 C%大于大于1.0%C時時幾幾乎全部是乎全部是針狀馬氏體針狀馬氏體. C%在在0.21.0%之間之間為為板條與針狀的混合板條與針狀的混合組織。組織。馬氏體形態與含碳量的關系馬氏體形態與含碳量的關系0.45%C0.2%C1.2%C第五章 鋼的熱處理 3）馬氏體的性能）馬氏體的性能 高硬度高硬度是馬氏

24、體性是馬氏體性能的主要特點。能的主要特點。 馬氏體的硬度主要馬氏體的硬度主要取決于其含碳量。取決于其含碳量。 含碳量增加，其硬含碳量增加，其硬度增加。度增加。l當當含碳量大于含碳量大于0.6%時，其硬度趨于平緩。時，其硬度趨于平緩。l合金元素對合金元素對馬氏體硬度的影響不大，可提高強度。馬氏體硬度的影響不大，可提高強度。馬氏體硬度、韌性與含碳量的關系馬氏體硬度、韌性與含碳量的關系C%第五章 鋼的熱處理 4) 馬氏體轉變的特點馬氏體轉變的特點l鐵和碳原子都不擴散鐵和碳原子都不擴散，因而馬氏體的含碳量因而馬氏體的含碳量與奧氏體的含碳量相與奧氏體的含碳量相同。同。片狀馬氏體的形成過程示意圖 馬氏體轉

25、變也是馬氏體轉變也是形核和長大的過程。形核和長大的過程。其主要特點是：其主要特點是：無擴散性無擴散性第五章 鋼的熱處理（2） 降溫形成降溫形成 馬氏體轉變開始的溫度稱馬氏體轉變開始的溫度稱上馬氏體點上馬氏體點，用，用Ms 表示表示.l馬氏體轉變終了溫度稱馬氏體轉變終了溫度稱下馬氏體點下馬氏體點，用，用Mf 表示表示.l只要溫度達到只要溫度達到Ms以下即以下即發生馬氏體轉變。發生馬氏體轉變。l在在Ms以下，隨溫度下降以下，隨溫度下降,轉變量增加，冷卻中斷轉變量增加，冷卻中斷,轉變停止。轉變停止。MfMsM(50%)M(90%)第五章 鋼的熱處理 （3）高速長大）高速長大 馬氏體形成速度極快，瞬間

26、形核，瞬間長大。馬氏體形成速度極快，瞬間形核，瞬間長大。 當一片馬氏體形成時，可能因撞擊作用使已形成的當一片馬氏體形成時，可能因撞擊作用使已形成的馬氏體產生裂紋。馬氏體產生裂紋。 （4）轉變不完全）轉變不完全l即使冷卻到即使冷卻到Mf 點，點，也不可能獲得也不可能獲得100%的馬氏體，總有部的馬氏體，總有部分奧氏體未能轉變分奧氏體未能轉變而殘留下來，稱而殘留下來，稱殘余奧氏體殘余奧氏體，用，用A 或或 表示。表示。第五章 鋼的熱處理過冷奧氏體轉變產物（共析鋼）過冷奧氏體轉變產物（共析鋼） 第五章 鋼的熱處理（1）亞共析鋼過冷奧氏）亞共析鋼過冷奧氏體的等溫轉變體的等溫轉變 亞共析鋼的過冷奧氏體等

27、亞共析鋼的過冷奧氏體等溫轉變曲線與共析鋼溫轉變曲線與共析鋼C C曲線不曲線不同的是，在其上方多了一條同的是，在其上方多了一條過冷奧氏體轉變為鐵素體的過冷奧氏體轉變為鐵素體的轉變開始線。亞共析鋼隨著轉變開始線。亞共析鋼隨著含碳量的減少，含碳量的減少，C C曲線位置往曲線位置往左移，同時左移，同時M Ms s、M Mf f線住上移。線住上移。 亞共析鋼的過冷奧氏體亞共析鋼的過冷奧氏體等溫轉變過程與共析鋼類似。等溫轉變過程與共析鋼類似。只是在高溫轉變區過冷奧氏只是在高溫轉變區過冷奧氏體將先有一部分轉變為鐵素體將先有一部分轉變為鐵素體，剩余的過冷奧氏體再轉體，剩余的過冷奧氏體再轉變為珠光體型組織。變為

28、珠光體型組織。（四）亞共析鋼與過共析鋼的過冷奧氏體等溫轉變（四）亞共析鋼與過共析鋼的過冷奧氏體等溫轉變第五章 鋼的熱處理亞共析鋼的亞共析鋼的TTTTTT曲線曲線 （2）過共析鋼過冷奧過共析鋼過冷奧氏體的等溫轉變氏體的等溫轉變 過共析鋼過冷過共析鋼過冷A A的的C C曲線曲線的上部為過冷的上部為過冷A A中析出二次滲中析出二次滲碳體碳體(Fe(Fe3 3C CIIII) )開始線。當加熱開始線。當加熱溫度為溫度為A Ac1c1以上以上303050 50 時，時，過共析鋼隨著含碳量的增加過共析鋼隨著含碳量的增加, , C C曲線位置向左移曲線位置向左移, , 同時同時M Ms s、M Mf f線往

29、下移。線往下移。 過共析鋼的過冷過共析鋼的過冷A A在高在高溫轉變區溫轉變區, , 將先析出將先析出FeFe3 3C CIIII, , 其余的過冷其余的過冷A A再轉變為珠光體再轉變為珠光體型組織。型組織。第五章 鋼的熱處理（五）（五） 影響奧氏體等溫轉變的因素影響奧氏體等溫轉變的因素1）奧氏體中含碳量的影響）奧氏體中含碳量的影響:亞共析碳鋼：亞共析碳鋼：C曲線隨著含碳量的增加向右移，曲線隨著含碳量的增加向右移，過共析碳鋼：過共析碳鋼：C曲線隨著含碳量的增加向左移。曲線隨著含碳量的增加向左移。碳鋼中共析碳鋼碳鋼中共析碳鋼C曲線的鼻尖離縱坐標最遠，曲線的鼻尖離縱坐標最遠，其過冷奧氏體也最穩定。其

30、過冷奧氏體也最穩定。 第五章 鋼的熱處理第五章 鋼的熱處理 2) 合金元素的影響合金元素的影響 除除Co 、Al外外, 凡溶入奧氏體的合金元素都使凡溶入奧氏體的合金元素都使C 曲線右移，曲線右移，增大過冷奧氏體的穩定性。增大過冷奧氏體的穩定性。Mo、W、Mn、Ni、Cr等等l除除Co和和Al 外，所外，所有合金元有合金元素都使素都使Ms 與與Mf 點下點下降。降。3)加熱溫度和保溫時間的影響加熱溫度和保溫時間的影響第五章 鋼的熱處理 三、過冷奧氏體的連續冷卻轉變三、過冷奧氏體的連續冷卻轉變 建立共析鋼過冷奧氏體連建立共析鋼過冷奧氏體連續冷卻轉變曲線續冷卻轉變曲線 - CCT 曲線曲線 C -

31、continuousC - coolingT - transformation通過測定不同冷速下通過測定不同冷速下過冷奧氏體的轉變量過冷奧氏體的轉變量獲得的。獲得的。1 1）共析鋼）共析鋼CCTCCT曲線及分析曲線及分析P PS S過冷過冷A A轉變為轉變為P P的開始線；的開始線；P Pf f過冷過冷A A轉變為轉變為P P的終了線；的終了線；KK過冷過冷A A向向P P轉變的終止線；轉變的終止線；第五章 鋼的熱處理Vk共析碳鋼共析碳鋼 CCT 曲線建立過程示意圖曲線建立過程示意圖時間( lg )溫度A1PfPsA+PKMsMf水冷水冷油冷油冷Vk1爐冷爐冷空冷空冷第五章 鋼的熱處理轉變特點

32、轉變特點 .CCT.CCT曲線位于曲線位于C C曲線的右下曲線的右下方，轉變溫度低，孕育期長；方，轉變溫度低，孕育期長； . .無貝氏體（無貝氏體（B B）轉變；）轉變； . .轉變在一個溫度范圍內進轉變在一個溫度范圍內進行，轉變產物不是單一組織，行，轉變產物不是單一組織，先粗后細。先粗后細。V VK K得到全部得到全部M M組織的最小組織的最小冷卻速度（上臨界冷卻速冷卻速度（上臨界冷卻速度）；度）；VVK K得到全部得到全部P P組織的最組織的最大冷卻速度（下臨界冷卻速大冷卻速度（下臨界冷卻速度）度） 。第五章 鋼的熱處理CCTCCT曲線位于曲線位于TTTTTT曲線右下方。曲線右下方。CCT

33、CCT曲線獲得曲線獲得困難，困難，TTTTTT曲線容易測得。曲線容易測得?？捎每捎肨TTTTT曲線定性說明連續冷卻時的組織轉曲線定性說明連續冷卻時的組織轉變情況變情況。方法是將連續冷卻曲線繪在方法是將連續冷卻曲線繪在C C 曲曲線上，依其與線上，依其與C C曲線交點的位置來說明最終曲線交點的位置來說明最終轉變產物。轉變產物。用用TTT曲線定性說明共析鋼連續曲線定性說明共析鋼連續冷卻時的組織轉變冷卻時的組織轉變爐爐冷冷空空冷冷油油冷冷水水冷冷PST+M+AM+A2）共析碳鋼）共析碳鋼 TTT 曲線與曲線與CCT曲線的比較曲線的比較第五章 鋼的熱處理共析鋼的共析鋼的CCT曲曲線沒有貝氏體轉變線沒有

34、貝氏體轉變區區，在珠光體轉變在珠光體轉變區之下多了一條轉區之下多了一條轉變中止線。變中止線。當連續冷卻曲線當連續冷卻曲線碰到轉變中止線時，碰到轉變中止線時，珠光體轉變中止，珠光體轉變中止，余下的奧氏體一直余下的奧氏體一直保持到保持到Ms以下轉變以下轉變為馬氏體。為馬氏體。第五章 鋼的熱處理3）連續冷卻轉變曲線的應用）連續冷卻轉變曲線的應用 CCT CCT曲線反映了過冷奧氏體在連曲線反映了過冷奧氏體在連續冷卻條件下發生轉變的規律。由續冷卻條件下發生轉變的規律。由于它和實際熱處理的冷卻條件比較于它和實際熱處理的冷卻條件比較相近，因此，可以用它估計實際熱相近，因此，可以用它估計實際熱處理之后零件的組

35、織和性能，主要處理之后零件的組織和性能，主要應用在以下幾方面：應用在以下幾方面： 預測熱處理后零件的組織及性能。預測熱處理后零件的組織及性能。如果已知零件的冷卻速度，就可以如果已知零件的冷卻速度，就可以利用利用CCTCCT曲線判定其組織狀態和硬度。曲線判定其組織狀態和硬度。 確定臨界冷卻速度。一般將獲得確定臨界冷卻速度。一般將獲得全部馬氏體（包括少量殘余奧氏體）全部馬氏體（包括少量殘余奧氏體）的最低冷卻速度稱臨界冷卻速度。的最低冷卻速度稱臨界冷卻速度。即和即和CCTCCT曲線中轉變開始線相切的冷曲線中轉變開始線相切的冷卻曲線的速度。臨界冷卻速度是選卻曲線的速度。臨界冷卻速度是選材、選擇淬火介質

36、的重要參數之一。材、選擇淬火介質的重要參數之一。第五章 鋼的熱處理 選擇淬火介質。根選擇淬火介質。根據實際和計算證明，據實際和計算證明，CCTCCT曲線的鼻子處孕育曲線的鼻子處孕育期為期為2s2s時，直徑時，直徑25mm25mm的圓柱零件水淬可淬的圓柱零件水淬可淬硬；為硬；為5-10s5-10s時，則油時，則油淬可淬硬；大于淬可淬硬；大于100s100s時，在空氣中即可淬時，在空氣中即可淬硬。硬。 在實際生產中，在實際生產中，由于連續冷卻曲線的由于連續冷卻曲線的測定比較困難，且測定比較困難，且CCTCCT曲線較少，對于某種曲線較少，對于某種鋼若找不到它的鋼若找不到它的CCTCCT曲曲線，可用線

37、，可用TTTTTT曲線定性曲線定性地分析其應得到的組地分析其應得到的組織，但定量上不夠精織，但定量上不夠精確。確。第五章 鋼的熱處理（1 1） 亞共析鋼亞共析鋼過冷奧氏體的連續過冷奧氏體的連續冷卻轉變冷卻轉變 亞共析鋼過亞共析鋼過冷冷A A在高溫時有一部在高溫時有一部分將轉變為分將轉變為F F，在中，在中溫轉變區會有少量溫轉變區會有少量貝氏體（貝氏體（B B上上）產生。）產生。如油冷的產物為如油冷的產物為F+T+ BF+T+ B上上+M+M，但，但F F和和B B上上量很少，有時可量很少，有時可忽略。忽略。3. 3. 非共析鋼的連續冷卻轉變非共析鋼的連續冷卻轉變亞共析鋼過冷奧氏體的連續冷卻轉變

38、亞共析鋼過冷奧氏體的連續冷卻轉變第五章 鋼的熱處理（2 2） 過共析鋼過冷奧過共析鋼過冷奧氏體的連續冷卻轉氏體的連續冷卻轉變變 過共析鋼過冷過共析鋼過冷A A在在高溫區，將首先析出二高溫區，將首先析出二次滲碳體次滲碳體, , 而后轉變為而后轉變為其它組織。由于奧氏體其它組織。由于奧氏體中碳含量高，所以油冷、中碳含量高，所以油冷、 水冷后的組織中應包括水冷后的組織中應包括 殘余奧氏體。與共析鋼殘余奧氏體。與共析鋼一樣，其冷卻過程中無一樣，其冷卻過程中無貝氏體轉變。貝氏體轉變。過共析鋼過冷奧氏體的連續冷卻轉變過共析鋼過冷奧氏體的連續冷卻轉變第五章 鋼的熱處理過冷奧氏體轉變溫度不同，所得到的組織和性

39、能就不同，如過冷奧氏體轉變溫度不同，所得到的組織和性能就不同，如 下圖所示。下圖所示。第五章 鋼的熱處理毛坯生產毛坯生產 預備熱處理預備熱處理 機械加機械加工工 最終熱處理最終熱處理 機械精加工機械精加工預備熱處理預備熱處理 : 退火退火 ; 正火正火最終熱處理最終熱處理 : 淬火淬火 ; 回火回火一般零件生產的工藝路線一般零件生產的工藝路線:u退火與正火主要用于預備熱處理退火與正火主要用于預備熱處理，只有當工件，只有當工件性能要求不高時才作為最終熱處理。性能要求不高時才作為最終熱處理。第四節第四節 鋼的退火與正火鋼的退火與正火 第五章 鋼的熱處理一、鋼的退火一、鋼的退火 概念：概念：將鋼件加

40、熱到適當溫度，保持一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝將鋼件加熱到適當溫度，保持一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝稱為退火。稱為退火。 目的：目的： 降低硬度，提高塑性，降低硬度，提高塑性，以利于切削加工或繼續冷變形加工；以利于切削加工或繼續冷變形加工； 細化晶粒，消除組織缺細化晶粒，消除組織缺陷，改善性能，并為最終熱處理作陷，改善性能，并為最終熱處理作組織準備；組織準備； 消除內應力，穩定工件消除內應力，穩定工件尺寸，防止變形與開裂。尺寸，防止變形與開裂。 冷卻冷卻方式：爐冷方式：爐冷 。 組織：組織：接近平衡狀態的組織接近平衡狀態的組織真空退火爐真空退火爐第五章 鋼的熱處理 2、退火工藝、退

41、火工藝 退火的種類很多，退火的種類很多，常用的有完全退火、常用的有完全退火、等溫退火、球化退等溫退火、球化退火、擴散退火、去火、擴散退火、去應力退火、應力退火、 再再結晶退火。結晶退火。l將工件加熱到將工件加熱到AcAc3 3+3050+3050保溫后緩保溫后緩冷的退火工藝，主要冷的退火工藝，主要用于用于亞共析鋼亞共析鋼 。 完全退火完全退火第五章 鋼的熱處理答：答：完全退火不能用于過共析完全退火不能用于過共析鋼，因為加熱到鋼，因為加熱到Accm Accm 以上再以上再緩慢冷卻時會得到平衡組織，緩慢冷卻時會得到平衡組織，即在晶界處析出網狀滲碳體，即在晶界處析出網狀滲碳體，造成鋼的脆化。造成鋼的

42、脆化。應用范圍：應用范圍：亞共折鋼，共析鋼，不適用于過共析鋼。不適用于過共析鋼。 反問：反問：過共析鋼的平衡組織？過共析鋼的平衡組織？網狀滲碳體網狀滲碳體問題：問題：為何不適用于過共析鋼呢？為何不適用于過共析鋼呢？問題：問題：亞共析鋼（共析鋼） 的平衡狀態組織？平衡狀態組織？P+F第五章 鋼的熱處理等溫退火：等溫退火：先以較快的速度，將工件加熱到Ac3以上3050，保溫一定時間后，先以較快的冷速冷到珠光體的形成溫度等溫，使奧氏體轉變成珠光體，待等溫轉變結束再快冷。這樣就可大大縮短退火的時間。 完全退火的缺點：完全退火的缺點：所需時間很長，特別是對于某些奧氏體比較穩定的合金鋼，往往需要幾十小時。

43、解決：解決： 為了縮短退火時間，可采用等溫退火。第五章 鋼的熱處理 等溫退火等溫退火 亞共析鋼加熱到亞共析鋼加熱到Ac3+3050, 共析、過共析鋼加熱共析、過共析鋼加熱到到Ac1+3050，保溫后快冷到，保溫后快冷到Ar1以下的某一溫度以下的某一溫度下停留，待相變完成后出爐空冷。等溫退火可縮短下停留，待相變完成后出爐空冷。等溫退火可縮短工件在爐內停留時間，更適合于孕育期長的合金鋼工件在爐內停留時間，更適合于孕育期長的合金鋼. 高速鋼等溫退火與普通退火高速鋼等溫退火與普通退火的比較的比較第五章 鋼的熱處理 球化退火球化退火 球化退火球化退火是將鋼中滲碳體球狀化的退火工藝。是將鋼中滲碳體球狀化的

44、退火工藝。 它是將工件加熱到它是將工件加熱到Ac1+ 30-50 保溫后緩保溫后緩冷，或者加熱后冷卻到冷，或者加熱后冷卻到略低于略低于 Ar1 的溫度下保的溫度下保溫溫，使二次滲碳體及珠使二次滲碳體及珠光體中的滲碳體球狀化。光體中的滲碳體球狀化。主要用于共析鋼和過共主要用于共析鋼和過共析鋼。析鋼。第五章 鋼的熱處理平衡組織平衡組織球化組織球化組織含含1.4%C鋼的組織鋼的組織u對于網狀滲碳體較嚴重對于網狀滲碳體較嚴重的鋼件，可在球化退火之的鋼件，可在球化退火之前先進行一次正火處理，前先進行一次正火處理，以消除網狀滲碳體。以消除網狀滲碳體。 組織：組織：球狀P（F+球狀FeC3）第五章 鋼的熱處

45、理 加熱加熱 500650 保溫保溫 緩緩冷（爐冷）（冷（爐冷）（100/h）至）至200300出爐加熱溫度出爐加熱溫度 A1 ，屬低溫退火屬低溫退火 。（4 4）去應力退火）去應力退火 去應力退火目的：去應力退火目的：消除消除鑄、鍛、焊件、冷沖壓件鑄、鍛、焊件、冷沖壓件（或冷拔件）及機加工的（或冷拔件）及機加工的 退火溫度愈高，內應力消除退火溫度愈高，內應力消除越充分，越充分， 退火所需的時間越短。退火所需的時間越短。在去應力退火中不發生相變。在去應力退火中不發生相變。 第五章 鋼的熱處理 （5） 均勻化退火均勻化退火（擴散退火）（擴散退火） 加熱加熱 Ac3 150250保溫保溫1015

46、h 緩冷（爐冷）至室緩冷（爐冷）至室溫，再進行一次完全退火溫，再進行一次完全退火或正火，消除過熱缺陷，或正火，消除過熱缺陷，細化晶粒。細化晶粒。 為減少鋼錠、鑄件或鍛為減少鋼錠、鑄件或鍛坯的化學成分和組織不均勻坯的化學成分和組織不均勻性，擴散退火后鋼的晶粒很性，擴散退火后鋼的晶粒很粗大，因此一般再進行完全粗大，因此一般再進行完全退火或正火處理。退火或正火處理。第五章 鋼的熱處理完全退火：完全退火：亞共析鋼亞共析鋼AcAc3 3+(20+(2030)30)，緩冷到，緩冷到600600時空冷，得到時空冷，得到 F+PF+P；等溫退火：等溫退火：同完全退火，可節省時間；同完全退火，可節省時間；球化退

47、火：球化退火：過共析鋼過共析鋼AcAc1 1+(20+(2030)30)，消除網狀碳化物，使之成為球狀；，消除網狀碳化物，使之成為球狀；去應力退火：去應力退火：500500650650爐冷至爐冷至200200后空冷，消除應力。后空冷，消除應力。擴散退火：擴散退火：亞共析鋼亞共析鋼AcAc3 3+(150+(150250)250)，針對材料化學成分和組織的不均，針對材料化學成分和組織的不均 勻。重新加熱、保溫，使內部原子充分擴散，組織均勻化。勻。重新加熱、保溫，使內部原子充分擴散，組織均勻化。小小 結結第五章 鋼的熱處理 二、正火二、正火 正火是將正火是將亞共析鋼亞共析鋼加熱到加熱到Ac3+30

48、 50，共析鋼共析鋼加加 熱到熱到Ac1+3050，過共析鋼過共析鋼加熱到加熱到Accm+30 50保溫后保溫后空冷空冷的工藝。的工藝。 正火比退火冷卻速度大。正火比退火冷卻速度大。 1、正火后的組織：、正火后的組織： 0.6%C時，組織為時，組織為F+S； 0.6%C時，組織為時，組織為S 。 1.0%C時，組織為時，組織為S+Fe3C 。 第五章 鋼的熱處理 2、正火的目的、正火的目的l要改善切削性能，要改善切削性能，低碳鋼低碳鋼用正火，用正火，中碳鋼中碳鋼用退火或正火用退火或正火,高碳鋼高碳鋼用球化用球化退火退火.熱處理與硬度關系熱處理與硬度關系 （1）作為最終熱處理。作為最終熱處理。用

49、于普通結構零件，作為最終熱處理，細化晶粒提高機械性能。 （2）改善切削加工性能。改善切削加工性能。用于低、中碳鋼作為預先熱處理，得合適的硬度便于切削加工。 （3） 消除網狀二次滲碳體消除網狀二次滲碳體。用于過共析鋼，消除網狀Fe3C，有利于球化退火的進行。 （4）消除中碳鋼熱加工缺陷。消除中碳鋼熱加工缺陷。中碳結構鋼在熱加工后易出現晶粒粗大等過熱缺陷，通過正火可細化晶粒、均勻組織、消除內應力的目的。第五章 鋼的熱處理（2）從使用性能上考慮）從使用性能上考慮 如工件性能要求不太高，隨后不再進行淬火和回火，那么往往用正火來提高其機械性能。 但若零件的形狀比較復雜，正火的冷卻速度有形成裂紋的危險，應

50、采用退火。（3）從經濟上考慮）從經濟上考慮 正火比退火的生產周期短，耗能少，操作簡便，故在可能的條件下，應優先考慮正火。（1）從切削加工性上考慮）從切削加工性上考慮 一般金屬的硬度在HB170230范圍內，切削性能較好。高則過硬，難加工，刀具磨損快；低則切屑不易斷，刀具發熱和磨損，加工后零件表面粗糙度大。 對于低、中碳結構鋼以正火作為預先熱處理比較合適，高碳結構鋼、工具鋼和中碳以上合金鋼則以退火為宜。3. 3. 退火和正火的選擇退火和正火的選擇第五章 鋼的熱處理第五節第五節 鋼的淬火與回火鋼的淬火與回火 概念：概念：將鋼件加熱到將鋼件加熱到Ac3或或Ac點以上的某一溫度，保持一定點以上的某一溫

51、度，保持一定的時間，然后以適當的方式冷卻，獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱的時間，然后以適當的方式冷卻，獲得馬氏體或下貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。處理工藝稱為淬火。 目的：目的： 提高強度、提高強度、硬度、耐磨；硬度、耐磨； 提高零件提高零件的強韌性；的強韌性；獲得良好綜獲得良好綜合力學性能；提高零件彈合力學性能；提高零件彈性。性。 淬火工藝：淬火工藝： 包括加熱包括加熱溫度、加熱速度、加熱保溫度、加熱速度、加熱保溫時間和加熱介質等。溫時間和加熱介質等。真空淬火爐真空淬火爐一、淬火工藝及方法一、淬火工藝及方法第五章 鋼的熱處理1. 1.淬火加熱溫度淬火加熱溫度 共析鋼和過共析鋼：共析鋼和過共析

52、鋼：Ac1+(3070)，如，如T12 鋼的鋼的Ac1為為730，則，則其淬火溫度為其淬火溫度為750770。 合金鋼的淬火加熱溫度：合金鋼的淬火加熱溫度： 由于大多數合金元素在鋼中都具由于大多數合金元素在鋼中都具有細化晶粒的作用，因此合金鋼的淬有細化晶粒的作用，因此合金鋼的淬火加熱溫度可以適當提高火加熱溫度可以適當提高。 加熱爐：加熱爐：箱式電阻爐，臺車式箱式電阻爐，臺車式電阻爐、井式電阻爐等。電阻爐、井式電阻爐等。碳鋼的淬火加熱溫度：碳鋼的淬火加熱溫度： 亞共析鋼：亞共析鋼：Ac3+(30100)，如如45鋼的鋼的Ac3為為780，則其淬，則其淬火溫火溫度為度為850870；（一）淬火工藝

53、（一）淬火工藝第五章 鋼的熱處理 對形狀不太復雜的中、小型碳鋼零件及低、中合金鋼零件，可使爐對形狀不太復雜的中、小型碳鋼零件及低、中合金鋼零件，可使爐溫升到淬火加熱溫度時，再將零件放入爐中加熱或高溫快速加熱。溫升到淬火加熱溫度時，再將零件放入爐中加熱或高溫快速加熱。 對形狀復雜、尺寸大的中、高合金鋼零件，則進行限速升溫或預熱，對形狀復雜、尺寸大的中、高合金鋼零件，則進行限速升溫或預熱，減少零件的應力、變形和開裂。減少零件的應力、變形和開裂。 3.保溫時間保溫時間 保溫的目的是使零件熱透，使室溫組織完全轉變為奧氏體。保溫時保溫的目的是使零件熱透，使室溫組織完全轉變為奧氏體。保溫時間一般根據鋼件的

54、材料、有效厚度、加熱介質、裝爐方式、裝爐量等具間一般根據鋼件的材料、有效厚度、加熱介質、裝爐方式、裝爐量等具體情況而定。體情況而定。第五章 鋼的熱處理 鋼件進行淬火冷卻時所使用的介質稱為淬火介質，也稱為淬火冷卻劑。鋼件進行淬火冷卻時所使用的介質稱為淬火介質，也稱為淬火冷卻劑。 目前生產中常用的冷卻介質有油、水、鹽水和堿水，其冷卻能力依次增加。目前生產中常用的冷卻介質有油、水、鹽水和堿水，其冷卻能力依次增加。 此外，還可采用鹽浴淬火。此外，還可采用鹽浴淬火。 5. 淬火方法淬火方法 （1）單介質淬火法）單介質淬火法 （2）雙介質淬火法）雙介質淬火法 （3）分級淬火法）分級淬火法 （4）等溫淬火法

55、）等溫淬火法 （5）局部淬火法）局部淬火法第五章 鋼的熱處理 （1）鋼的淬透性：）鋼的淬透性： 指在規定條件下淬火時獲得淬硬深度的能力。所謂淬硬深度，指在規定條件下淬火時獲得淬硬深度的能力。所謂淬硬深度，就是從淬硬的工作表面量至規定硬度處的垂直距離。鋼的淬透性主就是從淬硬的工作表面量至規定硬度處的垂直距離。鋼的淬透性主要取決于鋼的化學成分，鋼的碳含量及合金元素含量越高，則鋼的要取決于鋼的化學成分，鋼的碳含量及合金元素含量越高，則鋼的淬透性越好。淬透性越好。 第五章 鋼的熱處理（2）鋼的淬硬性：）鋼的淬硬性： 淬硬性是鋼在理想條件下進行淬火硬化所能達到的最高硬淬硬性是鋼在理想條件下進行淬火硬化所

56、能達到的最高硬度的能力。鋼的淬硬性主要取決于鋼中馬氏體的碳含量，馬氏度的能力。鋼的淬硬性主要取決于鋼中馬氏體的碳含量，馬氏體中的碳含量越高，則其淬硬性越好。體中的碳含量越高，則其淬硬性越好。第五章 鋼的熱處理(2)鋼的淬火變形與開裂鋼的淬火變形與開裂 1）硬度不足）硬度不足 淬火溫度過低、保溫時間不足或冷卻速度不夠時，會造成硬度低于所要求的數值。 2）過熱與過燒）過熱與過燒 淬火溫度過高或保溫時間過長而引起奧氏體晶粒顯著粗大為過熱。 淬火溫度更高時，不但奧氏體晶粒顯著粗大，而且出現奧氏體晶界氧化或局部熔化的現象。第五章 鋼的熱處理 3）變形與開裂）變形與開裂 淬火冷卻時，工件中的內應力超過材料

57、的屈服點，就可能產生塑性變形，如果內應力大于材料的抗拉強度，則工件將發生開裂 減小淬火變形、開裂的措施減小淬火變形、開裂的措施對于形狀復雜的零件，應選用淬透性好的合金鋼，以便能在緩和的淬火介質中冷卻工件的幾何形狀應盡量做到厚薄均勻，截面對稱，使工件淬火時各部分能均勻冷卻高合金鋼鍛造時盡可能改善碳化物分布，高碳及高碳合金鋼采用球化退火有利于減小淬火變形適當降低淬火溫度、采用分級淬火或等溫淬火都能有效地減小淬火變形第五章 鋼的熱處理 1.概念：概念：將淬火鋼件重新加熱到將淬火鋼件重新加熱到A1以下的某一溫度，保以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的工藝方法稱為回火。溫一定時間，然后冷卻到室

58、溫的工藝方法稱為回火。 2.目的：目的：消除內應消除內應力，降低脆性，改善力力，降低脆性，改善力學性能，穩定零件尺寸。學性能，穩定零件尺寸。 3.性能變化性能變化：隨著：隨著回火溫度的提高，鋼回火溫度的提高，鋼的強度和硬度不斷下的強度和硬度不斷下降，降， 而塑性和韌性而塑性和韌性則不斷提高。則不斷提高。第五章 鋼的熱處理 (1) 低溫回火低溫回火 加熱溫度：加熱溫度：150250 回火組織：回火組織：回火馬氏體組織（回火馬氏體組織（M回）回） 性能：性能：強度、硬度高，耐磨性好強度、硬度高，耐磨性好 應用：應用：主要用于碳素工具鋼、低合金工具鋼制造的工具、模具、主要用于碳素工具鋼、低合金工具鋼

59、制造的工具、模具、滾動軸承、滲碳或表面淬火零件，以及淬火低碳鋼零件的回火。滾動軸承、滲碳或表面淬火零件，以及淬火低碳鋼零件的回火。(2) 中溫回火中溫回火 加熱溫度：加熱溫度：350450 回火組織：回火托氏體（回火組織：回火托氏體（T回）回） 性能：具有高的彈性極限和屈服點，具有較好的韌性。性能：具有高的彈性極限和屈服點，具有較好的韌性。 應用：主要用于各種彈性元件和彈簧。應用：主要用于各種彈性元件和彈簧。第五章 鋼的熱處理(3)高溫回火高溫回火 加熱溫度：加熱溫度：450650 回火組織：回火索氏體（回火組織：回火索氏體（S回）回） 性能：綜合力學性能好性能：綜合力學性能好 應用：廣泛應用

60、于各種應用：廣泛應用于各種重要的結構零件，特別重要的結構零件，特別是在交變載荷下工作的是在交變載荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸連桿、螺栓、齒輪及軸類等。淬火加高溫回火，類等。淬火加高溫回火，又稱調質，是常用的復又稱調質，是常用的復合熱處理工藝。合熱處理工藝。第五章 鋼的熱處理 概念：僅對工件表層進行熱處理以改變其組織和性能的工藝稱為表面熱概念：僅對工件表層進行熱處理以改變其組織和性能的工藝稱為表面熱處理。處理。 分類：目前常用的表面熱處理方法有表面淬火、氣相沉積、化學熱處理分類：目前常用的表面熱處理方法有表面淬火、氣相沉積、化學熱處理等。等。 概念：將工件的表層迅速加熱到淬火溫度進行淬火的工藝