共析钢加热到ac1以上时.ppt

2.4.5　钢的化学热处理 　　将工件置于特定的介质中加热、保温，使介质中的活性原子渗入工件表层，以改变表层的化学成分、组织和性能。 　　分类 —— 渗 C、N化、C N共渗、渗硼、渗铬、渗Al等。 钢的渗 C —— 气体、固体渗 C 　低C钢在高C介质中加热到900～950℃、保温 → 高碳表层（约1.0%） 目的：表面硬度，耐磨性↑ ，心部保持一定的强度和塑韧性。 渗碳后的的热处理 淬火 　直接淬火 —— 晶粒粗大，残余A多，耐磨性低，变形大。 　一次淬火 —— 加热温度Ac3以上（心部性能↑ ）或 Ac1以上（表面性能↑ ） 　二次淬火 —— Ac3以上（心部性能↑ ）+ Ac1以上（表面性能↑ ） 低温回火, 150～200℃， 　　消除淬火应力，提高韧性。 钢的氮化 工件表面渗入N原子，以提高硬度、耐磨性，疲劳强度和耐蚀性。 氮化温度低(500～600℃)，时间长（20～50h），渗层薄。 氮化前调质处理、氮化后无须淬火。 * * 2.4.0　热处理的概念 2.4.1　钢在加热时的转变 2.4.2　钢在冷却时的转变 2.4.3　钢的普通热处理 2.4.4　钢的表面热处理 2.4.5　钢的化学热处理 2.4 钢的热处理 热处理的概念 把固态金属材料在一定介质中的加热、保温和冷却，以改变其组织和性能的一种工艺。 2.4.1　钢在加热时的转变 临界温度 平衡时：A1、 A3、Acm 加热时：Ac1、 Ac3、Accm 冷却时：Ar1、Ar3、Arcm 1．奥氏体的形成 —— Fe，C原子扩散和晶格改变的过程。 共析钢加热到Ac1 以上时， P → A 共析钢A化过程 —— 形核 、长大、 Fe3 C 完全溶解、C 的均匀化。 亚（过）析钢的A化 —— P → A 后，先共析 F 或 Fe3CⅡ 溶解。 影响A转变速度的因素 加热温度和速度↑→ 转变快 C%↑或 Fe3 C片间距↓ → 界面多，形核多 → 转变快 合金元素 → A化速度↑或↓ A 晶粒度 　　加热温度，保温时间↑ → 晶粒尺寸↓ 　　合金碳化物↑，C% ↓ → 晶粒尺寸↓ 2.4.2　钢在冷却时的转变 1．过冷A的等温转变 2．过冷A的连续冷却转变 1. 过冷A的等温转变 过冷A :T A1时，A不稳定。 A等温转变曲线 (TTT 或 C 曲线) 共析钢的C 曲线 高温转变，A1 ~ 550℃　　过冷A → P 型组织 中温转变，550℃ ~ MS　过冷A →贝氏体 ( B ) 低温转变，MS ~ Mf 　过冷A →马氏体 ( M ) P 型组织 —— F + 层片状 Fe3C 珠光体 P索氏体 S屈氏体 T 层片间距：P S T 珠光体 P ，3800× 索氏体 S 8000× 屈氏体 T 8000× 高温转变过程 —— 晶格改变和Fe，C原子扩散。 中温转变（550℃ ~ MS） —— C原子扩散， Fe原子不扩散 过冷A → 贝氏体 B（碳化物 + 含过饱和C的F ） 上B， 550 ~ 350℃产物 —— 羽毛状，小片状Fe3C分布在F间。 上B 强度和韧性差 光学显微照片 1300× 电子显微照片 5000× 45钢，上B+下B，×400 下B， 350℃ ~ MS 产物 下B 韧性高，综合机械性能好。 F 针内定向分布着细小Fe2.4C颗粒 电子显微照片 12000× T8钢，下B，黑色针状 光学显微照片 ×400 亚（过）共析钢过冷A的等温转变 与共析钢相比，C曲线左移，多一条过冷A?F （Fe3CⅡ）的转变开始线，且Ms、Mf 线上（下）移。 2. 过冷A的连续冷却转变 连续冷却 转变(CCT)曲线 Ps —— A→P 开始线 Pf —— A→P 终止线 KK —— P型转变终止线 Vk —— 上临界冷却速度 Vk —— 下临界冷却速度 MS —— A→ M 开始温度 Mf —— A→ M 终止温度 连续冷却 转变产物 CCT 和 TTT曲线的比较 CCT 位于 TTT曲线 右下方 CCT中没有 A→B 转变 炉冷→ P (V ≈０) 空冷→ S (V ≤Vk) 油冷→ T+M+A (Vk ～Vk) 水冷→ M+A　　 (V≥Vk) 马氏体（M）转变特点 1) 无扩散 Fe 和 C 原子都不进行扩散，M是体心正方的C过饱和的F，固溶强化显著。 2) 瞬时性M 的形成速度很快，温度↓则 转变量↑ 3) 不彻底M 转变总要残留少量 A，A中的C%↑ 则 MS、Mf ↓，残余A含量↑ 4) M形成时体积↑，造成很大内应力。 M 的形态 C% 0.25 % 时，为板条M（低碳M）。 板条M, 平行的