1鋼的熱處理知識基礎1鋼的熱處理知識基礎2內容簡介:?基本術語?鋼的加熱轉變?珠光體轉變?馬氏體轉變?回火轉變2內容簡介:?基本術語?鋼的加熱轉變?珠光體轉變?馬氏體轉變3?基本術語(一)2.體心立方結構1.面心立方結構圖1.γ-Fe(奧氏體)圖2.α-Fe(鐵素體)

3?基本術語(一)2.體心立方結構1.面心立方結構圖1.γ-4?奧氏體—碳在γ-Fe中的間隙固溶體,具有面心立方結構?鐵素體—碳在α-Fe中的間隙固溶體,具有體心立方結構?基本述語(二)?珠光體—由片層相間的鐵素體和滲碳體組成的混合組織,因其組織在普通光照射下會產生珠母般的光澤,因而得名?馬氏體—碳在α-Fe中的過飽和固溶體,具有體心正方點陣結構,由鋼淬火后獲得4?奧氏體—碳在γ-Fe中的間隙固溶體,具有?鐵素體—碳在α5?奧氏體組織5?奧氏體組織6?鐵素體組織(白塊)6?鐵素體組織(白塊)7?珠光體組織(片層狀)7?珠光體組織(片層狀)8?珠光體組織(球狀)8?珠光體組織(球狀)9?馬氏體組織9?馬氏體組織10?退火—加熱到Ac1溫度以上,慢冷獲得珠光體類組織(爐冷)?正火—加熱到Ac3或Accm以上30~50℃保溫,

然后在室溫的靜止空氣中自然冷卻(空冷)?基本述語(三)?淬火—將鋼加熱到臨界溫度(Ac3或Ac1以上)保溫一定時間使之奧氏體化后,以快速冷卻以獲得馬氏體或下貝氏體組織(水冷或油冷)?回火—將淬火后的鋼在A1以下的溫度加熱、保溫,并以適當速度冷卻的工藝(低溫空冷)10?退火—加熱到Ac1溫度以上,慢冷獲得珠光?正火—加熱到11?退火正火工藝圖11?退火正火工藝圖12?Fe-Fe3C相圖12?Fe-Fe3C相圖13?Fe-Fe3C相圖(細部)a’aba”b”b’cc”13?Fe-Fe3C相圖(細部)a’aba”b”b’cc”14(一)a成分點

a→b→c奧氏體(a)→鐵素體+奧氏體(b)→鐵素體+珠光體(c)(二)a’成分點

a’→b’

奧氏體(a’)→珠光體(b’)(三))a”成分點

a“→b”→c”奧氏體(a”)→滲碳體+奧氏體(b”)→滲碳體+珠光體(c”)

?不同成分點冷卻組織14(一)a成分點?不同成分點冷卻組織15一、珠光體類組織向奧氏體的轉變(一)奧氏體的形核1.球狀珠光體:奧氏體優先在與晶界相連的α/Fe3C界面形核2.片狀珠光體:奧氏體優先在珠光體團的界面上形核(二)奧氏體的長大1.球狀珠光體:奧氏體首先包圍滲碳體,把滲碳體和鐵素體隔開,然后通過

γ/α界面向鐵素體一側推移,以及γ/Fe3C界面向滲碳體一側推移,使鐵素體和滲碳體逐漸消失2.片狀珠光體:在珠光體團交界處形成的核向基本上垂直于片層和平行于片層的兩個方向上長大(三)殘留碳化物的溶解和奧氏體成分的均勻化隨著奧氏體化保溫時間的延長,殘留碳化物會逐漸溶解,通過碳原子的不斷擴散而均勻化?鋼的加熱轉變15一、珠光體類組織向奧氏體的轉變(一)奧氏體的形核?鋼的加16?奧氏體的形核示意圖1.球狀珠光體:奧氏體優先在與晶界相連的α/Fe3C界面形核2.片狀珠光體:奧氏體優先在珠光體團的界面上形核16?奧氏體的形核示意圖1.球狀珠光體:奧氏體優先在與晶界相17?奧氏體長大示意圖(一)在珠光體團交界處形成的核向基本上垂直于片層和平行于片層的兩個方向上長大17?奧氏體長大示意圖(一)在珠光體團交界處形成的核向基本上18?奧氏體長大示意圖(二)1.平行于片層方向的長大速度要比沿垂直方向的快些2.在奧氏體形成過程中,珠光體中的鐵素體總是先消失,剩下的滲碳體隨后溶解18?奧氏體長大示意圖(二)1.平行于片層方向的長大速度要比19一、珠光體的機械性能片層間距越小,強度越高球狀珠光體比片狀珠光體的硬度低,但塑性好,斷裂強度高同一碳含量的鋼:1)馬氏體的強度和硬度最高,塑性和韌性最低,2)珠光體的強度和硬度最低,塑性和韌性最高3)貝低體的性能在二者之間?珠光體轉變19一、珠光體的機械性能?珠光體轉變20?珠光體轉變一、碳含量對珠光體機械性能的影響20?珠光體轉變一、碳含量對珠光體機械性能的影響21?珠光體轉變之IT圖21?珠光體轉變之IT圖22?珠光體轉變之IT圖形式22?珠光體轉變之IT圖形式23?珠光體轉變之CT圖23?珠光體轉變之CT圖24?珠光體轉變圖24?珠光體轉變圖25?先共析轉變相圖25?先共析轉變相圖26?先共析相的幾種形態26?先共析相的幾種形態27?先共析相的幾種形態27?先共析相的幾種形態28?馬氏體轉變1.馬氏體晶胞模型28?馬氏體轉變1.馬氏體晶胞模型29?馬氏體轉變2.馬氏體切變晶胞模型29?馬氏體轉變2.馬氏體切變晶胞模型30?馬氏體轉變3.馬氏體轉變的特點1)表面具有浮凸效應和切變共格性2)無擴散性3)新相與母相間具有一定的晶體學取向關系30?馬氏體轉變3.馬氏體轉變的特點31?馬氏體轉變4.馬氏體表面浮凸31?馬氏體轉變4.馬氏體表面浮凸32?馬氏體轉變5.馬氏組織形態(板條狀)32?馬氏體轉變5.馬氏組織形態(板條狀)33?馬氏體轉變6.馬氏體組織形態(片狀)33?馬氏體轉變6.馬氏體組織形態(片狀)34?馬氏體轉變7.馬氏體組織形態(針狀)34?馬氏體轉變7.馬氏體組織形態(針狀)35?馬氏體的機械性能1.馬氏體的硬度和強度馬氏體具有高硬度,其硬度主要決定于碳含量,合金元素的影響較小1)過飽和碳引起強烈的固溶強化2)馬氏體中亞結構引起的強化a.位錯b.孿晶3)馬氏體的時效強化2.馬氏體的塑性和韌性馬氏體的塑性和韌性隨碳含量增高而急劇降低1)位錯型(板條狀)馬氏體具有相當高的強度、硬度和良好的塑性、韌性。2)孿晶型(片狀)馬氏體強度、硬度很高,塑性、韌性很低。35?馬氏體的機械性能1.馬氏體的硬度和強度36?回火轉變1.過渡碳化物(ε/η或ε’)的析出回火第一階段(100~200℃)36?回火轉變1.過渡碳化物(ε/η或ε’)的析出37?回火轉變2.殘余奧氏體的分解回火第二階段(200~300℃)3.過渡碳化物(ε/η或ε’)轉變為Fe3C