4－1 热处理的原理及分类(课件）- 高二《金属材料与热处理（第六版）》同步教学（劳动版）

第四章 钢的热处理 §4－1 热处理的原理及分类 §4－2 钢在加热及冷却时的组织转变 §4－3 热处理的基本方法 §4－4 钢的表面热处理 §4－5 零件的热处理分析 *§4－6 钢的热处理（实验） * §4－7 参观热处理车间 1 §4－1 热处理的原理及分类 现象：放在水中冷却的一根钢丝硬而脆，很容易折断；放在空气中冷却的一根较软、有较好的塑性，可以卷成圆圈而不断裂。 2 实验说明：虽然钢的成分相同，加热的温度也相同，但采用不同的冷却方法，却得到了不同的力学性能。这主要是因为在不同冷却速度的情况下，钢的内部组织发生了不同的变化。 热处理的分类： §4－2 钢在加热及冷却时的组织转变 一、钢在加热时的组织转变 二、钢在冷却时的组织转变 5 一、钢在加热时的组织转变 1．钢在加热和冷却时的相变温度 在加热时钢的转变温度要高于平衡状态下的临界点；在冷却时要低于平衡状态下的临界点。 加热时的各临界点： Ac1、Ac3和Accm 冷却时的各临界点： Ar1、Ar3和Arcm 2．奥氏体的形成 钢在加热时的组织转变，主要包括奥氏体的形成和晶粒长大两个过程。 形核 长大 残余渗碳体溶解 均匀化 3．奥氏体晶粒的长大 晶粒的长大是依靠较大晶粒吞并较小晶粒和晶界迁移的方式进行。 二、钢在冷却时的组织转变 两种冷却方式： 等温处理 连续冷却 1．奥氏体的等温转变 奥氏体在A1线以上是稳定相，当冷却到A1线以下而又尚未转变的奥氏体称为过冷奥氏体。这是一种不稳定的过冷组织，只要经过一段时间的等温保持，它就可以等温转变为稳定的新相。这种转变就称为奥氏体的等温转变。 共析钢等温转变曲线图 （1）高温等温转变： 珠光体型转变区 （2）中温等温转变： 贝氏体型转变区 （3）低温连续转变： 马氏体型转变区 珠光体型转变区 贝氏体型转变区 马氏体型转变区 （1）珠光体型转变区——高温等温转变 共析钢的过冷奥氏体在A1～550℃温度范围内，过冷奥氏体将发生奥氏体向珠光体型的转变 ，即转变为铁素体和渗碳体。 珠光体 粗片层状铁素体和渗碳体的混合物，片层间距大于0.4μm一般在500倍以下的光学显微镜下即可分辨 索氏体 索氏体为细片状珠光体，片层较薄间距在0.4～0.2μm，一般在800～1000倍的光学显微镜下才可分辨 屈氏体 屈氏体是极细片状的珠光体，片层极薄间距小于0.2μm，只有在电子显微镜下（5000倍）才能分辨出它们呈片状 （2）贝氏体型转变区——中温等温转变 在550℃～Ms 温度范围内，因转变温度较低，原子的活动能力较弱，转变后得到的组织为含碳量具有一定过饱和程度的铁素体和分散的渗碳体（或碳化物）所组成的混合物，称为贝氏体，用符号B表示。 贝氏体有上贝氏体（B上）和下贝氏体（B下）之分。 上贝氏体 上贝氏体中渗碳体呈较粗的片状，平行分布于平行排列的铁素体片层之间，它在显微镜下呈羽毛状的组织 下贝氏体 下贝氏体中的碳化物呈细小颗粒状或短杆状均匀分布在铁素体内，在显微镜下呈黑色针叶状的组织 （3）马氏体型转变区——低温连续转变 当钢从奥氏体区急冷到MS 以下时，奥氏体便开始转变为马氏体。由于转变温度低，原子扩散能力小，在马氏体转变过程中，只有γ－Fe向α－Fe的晶格改变，而不发生碳原子的扩散。因此，溶解在奥氏体中的碳，转变后原封不动地保留在铁的晶格中，形成碳在α－Fe中的过饱和固溶体，称为马氏体，用符号M表示。 低碳马氏体 低碳马氏体其形状为一束一束相互平行的细条状，故也称板条状马氏体 高碳马氏体 高碳马氏体其断面呈针叶状，故也称针状马氏体 2．奥氏体的连续冷却转变 v1：随炉冷却（退火） v2：空冷（正火） v3：油冷（油冷淬火） v4：水冷（水冷淬火） $