金屬材料及熱處理11鋼的熱處理篇(2)

1、六、六、碳鋼及鋼的熱處理碳鋼及鋼的熱處理1、Fe-C相圖與碳鋼2、鋼的加熱轉(zhuǎn)變（奧氏體化）3、 奧氏體的冷卻轉(zhuǎn)變（奧氏體分解， C曲線）4、 珠光體轉(zhuǎn)變與鋼的退火、正火5、 馬氏體轉(zhuǎn)變與鋼的淬火6、 淬火鋼的加熱轉(zhuǎn)變與鋼的回火7、 貝氏體轉(zhuǎn)變與鋼的等溫淬火8、 表面淬火9、 化學(xué)熱處理10、熱處理的工藝基礎(chǔ)（略）3、鋼的冷卻轉(zhuǎn)變（過冷奧氏體的分解過程）鋼的熱處理通常首先是奧氏體化，然后以不同的方式冷卻（等溫冷卻和連續(xù)冷卻），發(fā)生不同的轉(zhuǎn)變，而得到不同的組織。 1）等溫冷卻）等溫冷卻以共析鋼為例（1）共析鋼成分的過冷奧氏體（奧氏體化后冷卻）的等溫分解轉(zhuǎn)變服從過冷轉(zhuǎn)變的TTT圖珠光體轉(zhuǎn)變珠光體 A

2、1-550（高溫）A1-650（P, 珠光體）650-600（S, 索氏體）600-550（T, 屈氏體）貝氏體轉(zhuǎn)變貝氏體 550-Ms（ 240） （中溫）550-350（B上, 上貝氏體）350-Ms（B下, 下貝氏體）馬氏體轉(zhuǎn)變馬氏體 低于Ms （低溫）q對于冷卻轉(zhuǎn)變（略）TTT圖的繪制TTT圖的意義溫度、時間對相變量的影響；孕育期冷去速率熱處理的依據(jù)tX t50%T1T6T5T4T3T2TT1T6T5T4T3T2tTTT圖的圖形與使用Tt開始轉(zhuǎn)變線開始轉(zhuǎn)變線終了轉(zhuǎn)變線終了轉(zhuǎn)變線母相母相新相新相鼻尖25、50、75%轉(zhuǎn)變線轉(zhuǎn)變線孕育期臨界冷卻速率母相母相+新新相相孕育期MM+PP除了珠光

3、體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變以外，亞共析鋼和過共析鋼成分的過冷奧氏體分解還有先共析鐵素體或先共析滲碳體的析出2）影響奧氏體化的主要因素（影響）影響奧氏體化的主要因素（影響C曲線的位置與形狀）曲線的位置與形狀）主要是三個方面的影響（1）碳含量（以共析鋼的C曲線為基準） C，亞共析鋼有先共析鐵素體析出線， C，過共析鋼有先共析滲碳體析出線； C或，C曲線左移（亞C右移，過C左移），原因：先析出相誘發(fā)相變； C，貝氏體轉(zhuǎn)變部分的曲線右移，不利于貝氏體轉(zhuǎn)變，對于亞、過，均如此； C，馬氏體轉(zhuǎn)變點（Ms）下降，馬氏體相變困難。（2）合金元素 除了Co、Al外，合金元素均使C曲線右移，成份，右移量，即奧

4、氏體穩(wěn)定化； （Co使C曲線左移，Al使C曲線的貝氏體轉(zhuǎn)變部分左移。） 除了少量的Ni不會使之分開外，大多數(shù)合金元素的加入也會使P和B的轉(zhuǎn)變溫度，而導(dǎo)致P和B兩部分曲線分開，成兩根曲線 ； 除了Co、Al外，合金元素通常使Ms下降，馬氏體相變困難。（3）奧氏體化溫度和保溫時間T，t ，C曲線右移，奧氏體穩(wěn)定化，原因：奧氏體均勻且晶粒長大，晶界減小 ，達到足夠的成分起伏難，而且優(yōu)先形核的位置減少。（4）原始組織原始組織越細，奧氏體晶粒長大 ，C曲線右移，奧氏體穩(wěn)定化，原因：原始組織細，起始晶粒細， 晶粒長大傾向大， 晶界減小 。2）連續(xù)冷卻）連續(xù)冷卻（ 以 共 析 鋼 為 例 ， C C T 圖

5、 ，Continuous Cooling Transformation）TTT 圖（C曲線）概括了等溫轉(zhuǎn)變，但實際中一般為連續(xù)轉(zhuǎn)變，因此測定過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（CCT圖）更有實際意義。（1）CCT圖的測繪（略）圖的測繪（略）TtMsVc中止轉(zhuǎn)變線終了轉(zhuǎn)變線開始轉(zhuǎn)變線TtAc1MMM+PP類似于等溫轉(zhuǎn)變C曲線的測繪原理與方法，只是冷卻方法不同，需設(shè)法獲得不同的冷速，找到開始和終了（停止）轉(zhuǎn)變點，連接成線。（2）CCT與與TTT的主要差別的主要差別i、CCT 在TTT的右下方（孕育期長一點）；ii、共及過共析鋼無B轉(zhuǎn)變曲線（低碳鋼可能有），原因：C，更強烈推遲B轉(zhuǎn)變，在連續(xù)冷卻時難以達到B轉(zhuǎn)

6、變的孕育期；iii、馬氏體轉(zhuǎn)變線不再是一個嚴格的水平線；iv、形狀不同，存在一條中止線。Ac3Ac1Ac1AccmAc1（3）臨界冷卻速率）臨界冷卻速率 Vc 奧氏體冷卻時直接獲得完全的馬氏體而不發(fā)生其它的相變（珠光體型轉(zhuǎn)變）所需要的最小冷卻速率。 Vc決定著，淬火時采用需采用什么冷卻介質(zhì)，材料的淬透性如何，如何選取鋼材，等等。 顯然，C曲線或CCT曲線右移，過冷奧氏體穩(wěn)定，Vc越小，更容易防止出現(xiàn)非馬氏體組織，獲得馬氏體組織（M+A殘 ）。（雖然如此，實際上要獲得更多的M，而盡可能減少A殘 ，即使是大于了Vc，鋼的淬火冷卻速度愈大愈好，只是防變形、裂紋、開裂等，冷卻速度不宜太大）理想與實際冷卻速率Ac1粗糙精確理想123水鋼件水鋼件水鋼件水蒸氣膜水蒸氣膜消失水溫上升321（4）TTT圖和圖和CCT圖的應(yīng)用圖的應(yīng)用建立了組織性能等溫溫度和時間或冷卻速度之間的關(guān)系。 i、作為制定熱處理工藝及分析熱處理后鋼件組織性能的重要依據(jù)； ii、 CCT圖是分析焊縫的熱影響區(qū)組織性能重要依據(jù)；（不同加熱溫度奧氏體化后的連續(xù)冷卻過程）iii、比較鋼種的過冷奧氏體的穩(wěn)定性和Ms，是選