导图社区 第四章第四章金属强化理论和钢的热处理
- 270
- 1
- 举报
第四章第四章金属强化理论和钢的热处理
第四章金属强化理论和钢的热处理，金属强化热处理，钢的热处理，钢的加热转变。钢的冷却转变。钢的表面热处理和新技术，钢的淬火与回火，钢的退火与正火。
编辑于2022-06-23 17:19:36- 材料
- 钢的热处理
- 金属强化理论
- 相似推荐
- 大纲
金属强化理论和钢的热处理
金属强化热处理
金属强度的实质
金属强化机制
固液强化
弹性应力场与运动位错的应力场发生交互作用，增大位错运动的阻力
从而使金属的滑移变形困难，从而提高合金的强度和硬度
细晶强化
晶粒越细，晶界越多也越曲折，强化越显著，强化量与晶粒直径的平方根成反比
第二相强化
材料通过基体中分布有细小弥散的第二相质点而产生的强化
位错强化
运动位错碰上与滑移面相交的其它位错时，发生交割面位错使运动受阻
其所造成的强化量与金属中的位错密度的平方根成正比
材料强化途径应用
合金强化
通过固溶强化，细晶强化和第二相强化，达到综合强化的效果
马氏体强化
通过热处理获得马氏体组织使钢得以强化的方法，是钢铁材料强化的重要手段
纤维增强复合强化
用高强度纤维同适当的基体材料相结合而达到强化材料的方法
钢的热处理
普通热处理
正火、退火、淬火、回火（四把火）
表面热处理
仅对钢的表面加热、冷却而不改变其成分的热处理工艺
其他热处理
钢的加热转变
奥氏体的形成过程
a.奥氏体形核
b.奥氏体晶核长大
c.残余渗碳体溶解
d.奥氏体均匀化
奥氏体的晶粒大小及其影响因素
奥氏体的晶粒度
加热温度和保温时间
加热速度
合金元素
接近平衡状态
钢的冷却转变
过冷奥氏体的转变
珠光体转变
珠光体P
铁素体和渗碳体一起组成的机械混合物
索氏体S
钢经正火或等温转变所得到的铁素体与渗碳体的机械混合物
托氏体T
铁素体与片装渗碳体的机械混合物
贝氏体转变
上贝氏体
550～350℃范围内形成的贝氏体
金相组织呈羽毛状，脆性，硬度较高
下贝氏体
贝氏体铁素体和碳化物组成的混合组织
马氏体转变
马氏体晶体结构
马氏体形态
板条马氏体
指含碳量低的奥氏体形成的马氏体
针状马氏体
碳在α-Fe中的过饱和固溶体
马氏体性能
马氏体的硬度随质量分数的增加而升高, 决于马氏体的含碳质量分数
马氏体转变特点
无扩散转变
不断降温下形成
高速长大
转变不完全性
过冷奥氏体冷却转变图
等温转变图
连续冷却转变图
钢的表面热处理和新技术
钢的表面淬火热处理
火焰加热表面淬火
感应加热表面淬火
感应加热表面淬火的原理
感应加热的分类
高频感应加热
中频感应加热
工频感应加热
感应加热表面淬火的特点
感应加热速度极快
有较高的疲劳强度
工件表面质量好
生存效率高
钢的化学热处理
基本过程
介质分解
表面吸收
原子扩散
渗碳
渗碳方法
固体渗碳
气体渗碳
真空渗碳
渗碳用钢组织及热处理
直接淬火法
钢板热轧终了后在轧制作业线上进行直接淬火
一次淬火法
锻件渗碳后随炉冷却或出炉坑冷或空冷到室温,然后重新加热淬火
二次淬火法
残余奥氏体回火后未分解为珠光体或贝氏体而发生马氏体转变
钢的氯化（渗氮）
气体氮化
离子氮化
碳氮共渗
高温碳氮共渗
低温碳氮共渗
表面热处理新技术
激光加热表面淬火
淬火冷却无需冷却机，简化工艺
零件变形魈，表面光洁
可进行局部选择性淬火
离子氮化
离子注入
表面气相沉积
钢的淬火与回火
钢的淬火
淬火的目的
淬火工艺
淬火加热温度选择
淬火冷却介质合理选择
淬火方法
单液淬火法
加热工件淬入一种介质中一直冷却到室温
双液淬火法
将淬火工件自淬火温度中取出，先在快速冷却剂中冷却
使其奥氏体急速过冷至接近于马氏体转变区域，然后再在缓慢的冷却剂中冷却
分级淬火发
将加热的工件先放入温度稍高于马氏体转变温度点的盐浴和碱浴中
等温淬火法
加热的工件放入温度稍高于Ms点的硝盐浴或碱浴中
保温足够长的时间使其完成贝氏体转变，获得下贝氏体组织
冷处理
将淬火钢继续冷至室温以下，使在室温尚未转变的残余奥氏体继续转变为马氏体
钢的淬透性
淬透性概念
淬透性对钢学性能的影响
影响淬透性的因素
化学成分
奥氏体化条件
淬透性测量与表示
末端淬火法
临界直径法
钢的淬火缺陷
过热与过烧
变形与开裂
氧化与脱碳
硬度不足与软点
淬透性的实际意义
钢的淬透性越高，能淬透的工件截面尺寸越大
工件越大，要求的淬透层越深，合金化程度越高
回火
回火的目的
淬火钢回火时性能变化
回火种类及适用范围
低温回火
回火温度范围为150-250摄氏度，回火后的组织为回火马氏体
中温回火
回火温度范围为350-500摄氏度，回火后的组织为回火托氏体
高温回火
零件淬火后，再加热到500~650℃（临界温度），保温一段时间，适当的速度冷却
回火脆性
不可逆回火脆性
可逆回火脆性
钢的退火与正火
退火
退火目的
调整硬度、便于切削加工
消除残余内应力
细化晶粒
退火工艺种类
完全退火
亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃，保温后随炉缓慢冷却，得到接近于平衡组织
等温退火
较快的速度冷却到A1以下某一温度，保温一定时间使奥氏体转变为珠光体组织
球化退火
使钢中碳化物球化的退火，得到在铁素体基体上均匀分布的球状碳化物的组织
扩散退火
略低于固相线温度长期保温的处理方法
去应力退火
冷形变后金属在低于再结晶温度加热，去除内应力，但仍保留冷作硬化效果
再结晶退火
过冷变形加工的工件加热至再结晶温度以上，保温一定时间后冷却
使工件发生再结晶，从而消除加工硬化的工艺
正火
将钢构件加热到Ac3温度以上30〜50℃后，保温一段时间出炉空冷
冷却速度快于退火而低于淬火，正火时可在稍快的冷却中使钢材的结晶晶粒细化
正火与退火的选用
切削加工性考虑
从零件结构形状考虑
从经济成本考虑