金属材料及热处理11钢的热处理篇(2)

1、六、六、碳钢及钢的热处理碳钢及钢的热处理1、Fe-C相图与碳钢2、钢的加热转变（奥氏体化）3、 奥氏体的冷却转变（奥氏体分解， C曲线）4、 珠光体转变与钢的退火、正火5、 马氏体转变与钢的淬火6、 淬火钢的加热转变与钢的回火7、 贝氏体转变与钢的等温淬火8、 表面淬火9、 化学热处理10、热处理的工艺基础（略）3、钢的冷却转变（过冷奥氏体的分解过程）钢的热处理通常首先是奥氏体化，然后以不同的方式冷却（等温冷却和连续冷却），发生不同的转变，而得到不同的组织。 1）等温冷却）等温冷却以共析钢为例（1）共析钢成分的过冷奥氏体（奥氏体化后冷却）的等温分解转变服从过冷转变的TTT图珠光体转变珠光体 A

2、1-550（高温）A1-650（P, 珠光体）650-600（S, 索氏体）600-550（T, 屈氏体）贝氏体转变贝氏体 550-Ms（ 240） （中温）550-350（B上, 上贝氏体）350-Ms（B下, 下贝氏体）马氏体转变马氏体 低于Ms （低温）q对于冷却转变（略）TTT图的绘制TTT图的意义温度、时间对相变量的影响；孕育期冷去速率热处理的依据tX t50%T1T6T5T4T3T2TT1T6T5T4T3T2tTTT图的图形与使用Tt开始转变线开始转变线终了转变线终了转变线母相母相新相新相鼻尖25、50、75%转变线转变线孕育期临界冷却速率母相母相+新新相相孕育期MM+PP除了珠光

3、体转变、贝氏体转变、马氏体转变以外，亚共析钢和过共析钢成分的过冷奥氏体分解还有先共析铁素体或先共析渗碳体的析出2）影响奥氏体化的主要因素（影响）影响奥氏体化的主要因素（影响C曲线的位置与形状）曲线的位置与形状）主要是三个方面的影响（1）碳含量（以共析钢的C曲线为基准） C，亚共析钢有先共析铁素体析出线， C，过共析钢有先共析渗碳体析出线； C或，C曲线左移（亚C右移，过C左移），原因：先析出相诱发相变； C，贝氏体转变部分的曲线右移，不利于贝氏体转变，对于亚、过，均如此； C，马氏体转变点（Ms）下降，马氏体相变困难。（2）合金元素 除了Co、Al外，合金元素均使C曲线右移，成份，右移量，即奥

4、氏体稳定化； （Co使C曲线左移，Al使C曲线的贝氏体转变部分左移。） 除了少量的Ni不会使之分开外，大多数合金元素的加入也会使P和B的转变温度，而导致P和B两部分曲线分开，成两根曲线 ； 除了Co、Al外，合金元素通常使Ms下降，马氏体相变困难。（3）奥氏体化温度和保温时间T，t ，C曲线右移，奥氏体稳定化，原因：奥氏体均匀且晶粒长大，晶界减小 ，达到足够的成分起伏难，而且优先形核的位置减少。（4）原始组织原始组织越细，奥氏体晶粒长大 ，C曲线右移，奥氏体稳定化，原因：原始组织细，起始晶粒细， 晶粒长大倾向大， 晶界减小 。2）连续冷却）连续冷却（ 以 共 析 钢 为 例 ， C C T 图

5、 ，Continuous Cooling Transformation）TTT 图（C曲线）概括了等温转变，但实际中一般为连续转变，因此测定过冷奥氏体连续冷却转变图（CCT图）更有实际意义。（1）CCT图的测绘（略）图的测绘（略）TtMsVc中止转变线终了转变线开始转变线TtAc1MMM+PP类似于等温转变C曲线的测绘原理与方法，只是冷却方法不同，需设法获得不同的冷速，找到开始和终了（停止）转变点，连接成线。（2）CCT与与TTT的主要差别的主要差别i、CCT 在TTT的右下方（孕育期长一点）；ii、共及过共析钢无B转变曲线（低碳钢可能有），原因：C，更强烈推迟B转变，在连续冷却时难以达到B转

6、变的孕育期；iii、马氏体转变线不再是一个严格的水平线；iv、形状不同，存在一条中止线。Ac3Ac1Ac1AccmAc1（3）临界冷却速率）临界冷却速率 Vc 奥氏体冷却时直接获得完全的马氏体而不发生其它的相变（珠光体型转变）所需要的最小冷却速率。 Vc决定着，淬火时采用需采用什么冷却介质，材料的淬透性如何，如何选取钢材，等等。 显然，C曲线或CCT曲线右移，过冷奥氏体稳定，Vc越小，更容易防止出现非马氏体组织，获得马氏体组织（M+A残 ）。（虽然如此，实际上要获得更多的M，而尽可能减少A残 ，即使是大于了Vc，钢的淬火冷却速度愈大愈好，只是防变形、裂纹、开裂等，冷却速度不宜太大）理想与实际冷却速率Ac1粗糙精确理想123水钢件水钢件水钢件水蒸气膜水蒸气膜消失水温上升321（4）TTT图和图和CCT图的应用图的应用建立了组织性能等温温度和时间或冷却速度之间的关系。 i、作为制定热处理工艺及分析热处理后钢件组织性能的重要依据； ii、 CCT图是分析焊缝的热影响区组织性能重要依据；（不同加热温度奥氏体化后的连续冷却过程）iii、比较钢种的过冷奥氏体的稳定性和Ms，是选