钢的淬火与回火.pptx

第七章钢的淬火和回火（3）7.6钢的时效硬化7.6.1析出强化钢：1.马氏体时效钢：微碳Fe-Ni合金（Ni、Co、Mo、Ti、A1、或Ti、A1、Nb）。加入合金元素形成金属间化合物(Ni3M)强化基体。2.沉淀硬化超强不锈钢：以18-8不锈钢为基础，添加少量A1、Ti、Mo的A—M沉淀硬化不锈钢和以Cr13型M不锈钢为基础添加Mo、W、Ti、Nb和Co的低碳M沉淀硬化超高强不锈钢。合金元素间形成IMC。3.微合金钢：低碳/低碳锰钢中添加微量A1、Nb、V、Ti等。这些合金元素与钢中的C和N形成细小弥散的合金碳化物、氮化物或碳-氮化物。减缓晶粒（奥氏体或再结晶）的长大；微合金C化物、N化物为相界沉淀，对回复、再结晶的影响？4.M时效钢与沉淀硬化高强不锈钢的析出强化必须通过固溶—时效才能体现，微合金钢一般只需在加工中采用合适的控轧控冷工艺。另外，前二者在热处理中经历多型性转变。7.6.2马氏体时效钢的淬火时效M时效钢超高强、有良好的塑性和韧性，用于承受大负荷的结构件。原因：淬火强化（板条状马氏体）+时效强化成分：C≤0.03％，Ni＝18％~25％，含能产生时效强化的合金元素。分三类：18Ni型、20Ni型和25Ni型。18Ni型马氏体时效钢的热处理工艺Anotherkindofprecipitatinghardeningsteel:17-4PH（S17780马氏体析出硬化钢，主体成分：Fe-0.09C-1Mn-0.5Si-16~17.25Cr-6.5~7.75Ni-0.75~1.25Al）。凝固时可得到100%F，继续冷却得到几乎全部A+残留F。轧制后，F沿轧制方向排列。析出处理：760OCx2hr---空冷---621OCx4hr。抗拉强度达790MPa，冲击韧性值可达75。(d)Fe-30Mn-7.8Al-1.3C:2stagesofageing7.7钢的表面淬火7.7.2钢在快速加热时相变的特点亚共析钢高频表面淬火后的组织分布2．表面淬火后的力学性能表面淬火后工件表层获得的M与常规淬火相比，更细小，表面硬度均可高出几个HRC单位，(即超硬度现象)。另外，硬度由表面至心部逐渐降低。硬度高，耐磨性好、零件的抗疲劳强度高。疲劳强度一般可提高20~30%，来源于相变硬化及表面压应力的提高。7.7.4感应加热表面淬火淬透层（淬硬层δ）根据淬硬层深浅确定频率范围后，选用设备。淬透层<2mm时，f=60~100kHZ（高频）；2~10mm时，中频1~10kHZ；10~15mm时，用工频50HZ。我国常用感应加热装置1．高频表面淬火频率：60—70kHz至200—300kHz30~100kW淬硬层：1—2mm性能：大的表面压应力硬度高、耐磨性好，抗疲劳抗强度大、缺口敏感性较小适应：齿轮、轴类、套筒形工件、机床导轨、蜗杆等许多零件以及量具、工具。2．中频表面淬火频率：1000—10000Hz100~500kW淬硬层：2—10mm性能：提高表面硬度、耐磨性和抗疲劳性能适应：大、中型工件；有些小零件(如轴承套圈、丝杆毛坯等)7.7.5激光表面淬火1．激光表面处理概述优点：处理过程无污染，十分清洁；可快速、局部急热急冷，使工件表层获得所需的组织结构和性能，且工件基本上无变形；原则上可处理各种不同的金属材料；生产率高。应用：激光表面淬火，激光冲击硬化，激光熔凝，激光合金化，激光非晶化，激光熔覆，激光镀等。2．激光表面淬火利用高能(功率密度大于103W／cm2)激光束对金属工件表层迅速加热和随后激冷，使表层发生固态相变而强化。优点：加热速度很快(＞10000℃／s)可自淬火而无需别的淬火介质；基本上不改变表面粗糙度，表面光洁；变形小，工件处理后一般无需后续加工即可直接装配使用；表面硬度高，一般也无需回火。3．激光淬火显微组织表层为完全淬火区，次层为过渡区，心部为未淬火区。特征：淬火马氏体极细、淬火马氏体和其他相组成物以及残余奥氏体成分也不均匀、表层组织中存在较多的位错等晶体缺陷，热应力大。4．激光淬火件的性能(1)硬度(2)耐磨及抗疲劳性能Ledeburitebetweendendritesinthelaser-treatedlayerofX165CrMoV12-1toolSteel(Swiss)5．激光表面淬火的工业应用(1)1040(相当于我国40)钢制的轴，应用10mmx17.8mm的矩形激光光斑，扫描速度305cm/min，可获得硬度为57HRC、厚度为0.3mm的表面硬化层，耐磨性和疲劳寿命显著提高。(2)由3Cr3W8V钢制造的轧辊，激光淬火后表面硬度达55-63HRC，压应力为50MPa，与常规工艺相比使用寿命可提高一倍。(3)由HT200灰铸铁制造的汽车发动机缸体，硬度达63.5-65HRC，耐磨性可提高2—2.5倍。(4)GCr