金属材料热处理原理1课件

4.2热处理原理

4.2.1钢在加热时的转变4.2.2奥氏体在冷却时的转变4.2.3淬火钢在回火时的转变4.2.4金属材料的脱溶沉淀与时效请思考？（见教材P83问题提示）1.铁碳合金相图在钢铁材料热处理中的作用是什么呢？

钢铁材料冷却转变曲线（TTT、CCT曲线）的物理意义是什么？您会使用它来分析不同热处理条件下所获得的转变产物（组织）吗？您能在TTT或CCT曲线上示意地标出退火、正火、单液淬火、双液淬火、等温淬火、分级淬火与不完全淬火的冷却速度曲线吗？2.“五大转变”指的是哪五种类型的转变，试从转变性质、所处温度范围、转变特征、组织、性能的变化与应用等方面说明？碳钢淬火加热温度范围请思考：回顾金工实习，各种热处理工艺的

共同点是什么？热处理工艺曲线示意图→（a）加热温度（b）工艺规范图4.35各种退火与正火工艺规范2.共析碳钢奥氏体化过程共分为哪四个阶段？图4.3珠光体向奥氏体转变示意图3.亚、过共析钢的奥氏体化过程

是如何进行的呢？请看左面的示意图←4.奥氏体晶粒大小及其控制

（1）奥氏体晶粒度等级

A晶粒大小对冷后室温组织

粗细的影响详情见下页接下4.奥氏体晶粒大小及其控制（2）注意区分三种奥氏体晶粒度

A起始晶粒度；A实际晶粒度；A本质晶粒度（如图4.5所示）。（3）奥氏体晶粒度的控制①合理选择加热条件；②加热速度的选择（右下图示）；③化学成分的控制＃珠光体向奥氏体的转变过程图图4.5本质细晶粒和本质粗晶粒示意图因此在热处理加热时，应严格控制加热温度、保温时间、加热速度及合理选择钢种。4.2.2奥氏体在冷却时的转变

1.奥氏体冷却转变的理论依据是什麽？2.过冷奥氏体的等温冷却转变曲线（C，TTT曲线）（1）C曲线是如何建立的？（2）C曲线分析（3）影响C曲线的主要因素有哪些？

①化学成分（碳含量；合金元素的含量）;②奥氏体化条件3.过冷奥氏体转变产物的组织与性能

（1）珠光体（P）转变；(2)马氏体（M）转变；（3）贝氏体（B）转变4.过冷奥氏体连续冷却转变曲线（CCT曲线）5.过冷奥氏体转变曲线的应用请看：两张表45钢经840加热，于不同冷却速度冷却后的性能（表4.1）T8钢经不同速度冷却后的性能（10mm，800加热）请思考？1.为什么钢（45，T8）加热A化后于不同冷却速度下的性能会有如此的差别呢？2.为什么冷却速度越快，钢的硬度、强度越高，而塑性、韧性则越低呢？奥氏体（A）冷却转变的理论依据热处理工艺曲线示意图↓两种不同冷却方式示意图↓

（a）等温冷却；（b）连续冷却图4.6不同冷却方式示意图过冷A等温冷却转变曲线表示A急速冷却到A1以下，在各不同温度下保温过程中转变量与转变时间的关系曲线.又称C曲线、S

曲线或TTT

(Time-Temperature-Transformationdiagram)曲线。2.过冷A等温冷却转变曲线（1）C曲线的建立以共析钢为例（如右图4.7所示→）：i取一批小试样并进行奥氏体化.ii将试样分组淬入低于A1点的不同温度的盐浴中,隔一定时间取一试样淬入水中。iii测定每个试样的转变量，确定各温度下转变量与转变时间的关系。iv将各温度下转变开始时间及终了时间标在温度—时间坐标中，并分别连线。转变开始点的连线称转变开始线。转变终了点的连线称转变终了线。

转变开始线与纵坐标之间的距离为孕育期。孕育期越小，过冷奥氏体稳定性越小.孕育期最小处称C曲线的“鼻尖”。碳钢鼻尖处的温度为550℃。在鼻尖以上,温度较高，相变驱动力小;在鼻尖以下，温度较低，扩散困难。从而使奥氏体稳定性增加。

C曲线明确表示了过冷奥氏体在不同温度下的等温转变产物。（2）C曲线分析MfAPBMA’→M＋ARA’

→P转变开始线转变终了线过冷AMsA1C左C右2.过冷A等温冷却转变曲线（C曲线）C曲线的物理意义

（各条特性线含义；各区域组织）各个区域对应何种类型组织？

①A1～Ms

间及转变开始线以左的区域为A’（过冷奥氏体）区;②转变终了线以右及A1以下为转变产物区;③两C线之间为A’与转变产物共存区;④MS～Mf之间为M转变区。特性线A1,MS,C左,C右线的含义是什么？①A1线：共析线；②MS线：A’向M转变的开始线；③C左线：A’向转变产物转变的开始线；④C右线：A’向转变产物转变的终了线。温度图4.8共析碳钢的C曲线（3）影响C曲线的主要因素①碳质量分数的影响

在正常加热条件下，共析钢的过冷奥氏体最稳定，C曲线的位置最靠右。Ms与Mf点随碳质量分数的增加而下降。与共析钢相比，亚共析钢和过共析钢C曲线的上部各多一条先共析相的析出线。图4.9亚共析碳钢、共析碳钢及过共析碳钢的C曲线比较（a）亚共析钢（b）共析钢（c）过共析钢图4.10Me对C曲线的影响②合金元素的影响

除Co外，凡溶入A的Me，都能增加A’的稳定性，使C曲线右移。除Co和Al外，凡溶入A的Me均能使Ms

与Mf

点下降。（3）影响C曲线的主要因素（a）Co（b）Ni（c）Cr③奥氏体化条件的影响

奥氏体化温度提高和保温时间延长，使奥氏体成分均匀、晶粒粗大、未溶碳化物减少，增加了过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移。

使用C曲线时应注意奥氏体化条件及晶粒度的影响.3.过冷奥氏体转变产物的组织与性能

(1)珠光体（P）转变(A1～550℃，高温转变或扩散型相变)②珠光体的组织形态与性能片状珠光体的显微组织图（a）500×（b）8000×P（珠光体）→（c）1000×（d）19000×←S（索氏体）（e）200×（f）19000×T（托氏体）→3.过冷奥氏体转变产物的组织与性能

(1)珠光体（P）转变(A1～550℃，高温转变或扩散型相变)②珠光体的组织形态与性能片状珠光体的性能#P片层间距与转变温度、性能关系＃P片层间距与硬度的关系图②珠光体的组织形态与性能球化体（粒状珠光体）珠光体的硬度（a）；（b）形态1000X;（c）原始组织1000X(a)（b）（c）片状P与球化体力学性能对比片状P与球化体切削性能比较

球化体与片状P相比：

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