第五章 钢的热处理1.doc

第五章 钢的热处理（一）?? 教学内容 钢的热处理的地位作用和热处理分类。钢在加热、冷却时的临界转变点A１、Ａ３、??? Ａcm。共析钢加热时奥氏体形成的基本过程：奥氏体晶核形成和长大、残余渗碳体的溶解、奥氏体均匀化。奥氏体晶粒大小及控制措施。过冷奥氏的等温转变曲线，等温转变产物珠光体、索氏体、屈氏体、上贝氏体、下贝氏体的组织形态及性能。过冷奥氏体连续转变曲线及其与等温转变曲线的比较。过冷奥氏体向马氏转变的特点及其转变产物的组织形态及性能。钢的普通热处理工艺退火、正火、淬火、回火的目的、分类及应用。（二）?? 教学目的与要求： 本章阐述了钢在加热时的组织转变和在冷却时的组织转变，钢的退火、正火、淬火、回火等常规热处理工艺方法。简要介绍钢的表面热处理方法。要求掌握奥氏体的形成过程及影响奥氏体形成的因素，理解奥氏体晶粒度概念，掌握影响奥氏体晶粒大小的因素及控制晶粒大小的措施。牢固掌握过冷奥氏体等温转变“C”曲线、等温转变产物的组织与性能之间的关系掌握过冷奥氏体连续冷却转变曲线及连续冷却转变曲线的实际应用。掌握退火、正火、淬火、回火等普通热处理的工艺特点、转变组织、性能及应用。理解钢的淬透性概念，基本掌握淬透性测量方法和影响淬透性的因素，掌握防止淬火开裂和减少变形的措施。了解钢的表面淬火、表面化学热处理的工艺特点及应用范围（三）?? 重点、难点 本章是金属工艺学的重点章节。着重讲解加热时Fe—Fe３Ｃ状态图、共析钢奥氏体形成示意图、共析钢等温转变曲线和连续转变曲线。结合碳钢的热处理实验，掌握普通热处理退火、正火、淬火和回火工艺规范的确定，处理后的组织形态和性能。通过课堂讨论对退火、正火、淬火、回火作实例分析，加深对普通热处理工艺的掌握。考核知识点与考核要求 （四）钢的热处理基本过程（领会） 1．? 钢在加热时的组织转变（领会奥氏体的形核与长大，晶粒度及其影响因素） 2．? 钢在冷却时的组织转变（领会过冷奥氏体等温转变，能分析常用碳钢不同温度等温转变后的组织与性能，会简单应用过冷奥氏体等温转变曲线在连续冷却转变中的应用，能根据C曲线判断常用碳钢在炉冷、空冷、油冷、水冷等不同冷却条件下的组织与性能） 3．? 钢的热处理工艺（能根据材料及其性能要求选择常用的退火、正火、淬火、回火方法及分析其热处理后的组织和性能） 4．? 表面热处理（表面淬火和化学热处理工艺和新技术简介） 热处理新技术简介（识记） 把钢在固态下加热到一定温度，进行必要的保温，并以适当的速度冷却到室温，以改变钢的内部组织，从而得到所需性能的工艺方法。 二、钢的热处理目的： 1、消除毛坯中的缺陷，改善工艺性能，为切削加工或热处理做组织和性能上的准备。————叫预先热处理。 2、提高金属材料的力学性能，充分发挥材料的潜力，节约材料延长零件使用寿命。————叫最终热处理。 三、热处理的方法（按工艺方法不同分） 第一节 热处理基本原理 热处理之所以能够使钢的性能发生很大变化，主要是由于在加热和冷却过程中，钢的内部组织发生了变化造成的。 一、钢在加热时的转变 大多数热处理工艺需要将钢加热到临界温度以上（A区域）才能进行，所以加热转变主要包括A的形成和晶粒长大两个过程。 1、奥氏体的形成 以共析钢为例（ωc=0.77%） 影响奥氏体形成的因素： 温度：温度越高，原子扩散能力越大，加速奥氏体形成。 原始组织：原始组织越细，相界面越多，提供的奥氏体晶核就愈多，碳原子的扩散距离也越短，加速奥氏体形成。 钢的成分：含碳量增加，F和Fe3C相界面越多，加速奥氏体形成。 加入合金元素后不改变A形成的基本过程，但会减缓A的形成速度 2、奥氏体晶粒的长大（粗化） 随着温度的升高，奥氏体晶粒会逐渐长大。 晶粒度：表示晶粒大小的尺度。 分为十个等级。一级最粗，十级最细。 粗大的A晶粒———冷却后得到粗大的晶粒组织———力学性能和工艺性能差—合理选择加热温度和保温时间。 一、钢在冷却时的转变 室温时钢的力学性能，不仅与经过加热、保温后获得的A晶粒大小有关，而且决定于A经冷却转变后所获得的组织。而冷却方式、 冷却速度对A组织的转变有直接影响。A钢冷却至室温有两种方式： 连续冷却: 就是使奥氏体化后的钢，在温度连续下降的过程中发生组织转变。水冷、油冷、炉冷、空冷。 等温冷却：将奥氏体化后的钢迅速冷却到A1以下某一温度，恒温停留一段时间，在这段保温时间内发生组织转变，然后再冷却下来。 1、过冷A的等温转变 以共析钢为例： 过冷A的等温转变曲线：由于过冷温度和等温时间不同，过冷A的等温转变过程及转变产物也不相同，表示过冷A不同的等温冷却温度、等温时间与转变过程及产物之间关系的曲线—C曲线。 （1）建立C曲线 共析钢A的等温转变曲线的建立是通过一系列不同过冷的等温冷却实验建立的。 通过实验测出