钢的热处理钢的热处理工艺.pptx

钢的热处理§１钢的回火一、回火过程中钢的组织状态变化２．马氏体分解和ε碳化物的形成大于0.2%C的钢在20～150℃回火，从马氏体中析出ε碳化物。ε碳化物：密排六方晶体结构，比Fe3C碳含量高，与α相保持共格关系，(011)M∥(0001)ε，[101]M∥[1011]ε。回火马氏体：马氏体在250℃以下温度回火时，分解为低碳马氏体和ε碳化物的混合物，称为回火马氏体。回火马氏体－马氏体及其中析出的ε碳化物３．渗碳体的析出、球化与聚集长大约在250℃以上，ε碳化物向渗碳体转变，结果ε碳化物消失，渗碳体形成。ε碳化物颗粒逐渐溶入到α相中消失，渗碳体形成，有放热现象。有人认为ε碳化物的溶解和渗碳体的析出在同一地点形成（渗碳体就地形核）。碳化物形成元素推迟ε碳化物向渗碳体的转化，使ε碳化物存在于更高的温度。在450℃以上温度回火时，含Ti、Nb、V、Mo、Cr的钢在马氏体的基体上形成碳化物，起弥散强化作用，有时引起二次硬化。４．α相的回复与再结晶回复：400℃渗碳体开始球化，铁素体胞状结构的边界和亚晶粒内部的位错密度急剧降低，点阵畸变开始消失，亚晶粒逐渐长大变成多边晶粒。再结晶：600℃以上温度，铁素体由细小的晶粒长成为较大的等轴晶粒。碳化物也聚集长大。二、钢中残余奥氏体的转变回火脆性的概念：有些钢在某些温度范围内回火时，其冲击韧性比在较低温度回火时反而显著降低，这种脆化现象称为回火脆性。回火脆性可分为低温回火脆性和高温回火脆性。１．低温回火脆性不同含碳量钢的冲击韧性随回火温度变化关系低温回火脆性产生的原因影响低温回火脆性的因素及消除方法２．高温回火脆性（第二类回火脆性）高温回火脆性产生的原因防止和消除高温回火脆性的方法§２钢的退火与正火一、退火与正火的目的与用途退火的类别：（３）完全退火加热到Ac3点以上30~50℃，目的在于消除组织缺陷，细化晶粒。主要适用于亚共析钢，消除铸造、锻、轧工艺产生的组织缺陷。过共析钢一般使用正火工艺消除组织缺陷。（４）扩散退火加热到Ac3点以上150~250℃，长时间保温，使钢的成分和组织在高温下通过扩散均匀化。２．正火的目的和用途退火与正火工艺的应用（４）低碳结构钢（小于0.25%C）和低合金钢，如果采用退火工艺处理，反而使少量的珠光体球化，钢变的更软。为了提高硬度和切削加工性能，大多采用正火处理，以获得细片状的珠光体。（５）工具钢常使用球化退火（不完全退火，加热到加热到Ac1点以上20~30℃）。碳素工具钢、一部分合金工具钢和轴承钢，在轧（锻）后的堆冷或空冷时，组织中会出现片状珠光体（甚至网状渗碳体），淬火过程中工件容易开裂。§３钢的淬火工艺一、淬火温度的选择钢的化学成分与淬火温度二、保温时间的确定三、加热介质的选择四、淬火介质２．常用淬火介质（２）盐水与碱水优点：①蒸汽膜因盐的加入提早破裂，高温（650～550℃）区间的冷却能力约为水的10倍；②冷却能力受温度的影响较水为小。缺点：①在低温区间（200～300℃）的冷速过大；②对工件有一定的腐蚀作用。（３）油优点：①对流阶段开始温度比水高，在Ms点附近已经进入对流阶段，低温区间的冷速远小于水，可减小工件的开裂与变形。缺点：①高温区间的冷却能力小，不能用于淬透性低的碳素钢；②易老化；③易着火；④工件淬火后需要清洗。五、钢的淬透性淬硬层深度：从工件表面向里深入到半马氏体区的深度。淬透性：指钢被淬透的能力，或者说钢在淬火时所能得到的淬硬层的深度。临界淬透直径：指钢在某种淬火介质中，其断面中心被淬透（淬成50%马氏体）的最大直径。淬透性的测量方法：GB225-63、GB227-63。末端淬火法末端淬火法示意图，（ａ）淬火装置，（ｂ）淬透性曲线§４钢的化学热处理一、钢的渗碳