1、第二章第二章 金屬材料組織和性能的控制金屬材料組織和性能的控制第一節(jié)第一節(jié) 純金屬的結(jié)晶純金屬的結(jié)晶第二節(jié)第二節(jié) 合金的結(jié)晶合金的結(jié)晶第三節(jié)第三節(jié) 金屬的塑性加工金屬的塑性加工第四節(jié)第四節(jié) 鋼的熱處理鋼的熱處理第五節(jié)第五節(jié) 鋼的合金化鋼的合金化第六節(jié)第六節(jié) 表面技術(shù)表面技術(shù)普通熱處理2.4 2.4 鋼的熱處理鋼的熱處理l普通熱處理：普通熱處理： 退火退火、正火正火、淬火淬火、回火回火l表面熱處理表面熱處理l化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理l定義：定義：將鋼在固態(tài)下將鋼在固態(tài)下加熱加熱到預(yù)定的溫度，并在該溫度下到預(yù)定的溫度，并在該溫度下保持保持一段時(shí)間，然后以一定的速度一段時(shí)間，然后以一定的速度冷卻冷卻下來(lái)

2、的一種工藝下來(lái)的一種工藝l目的：目的：改變鋼的組織結(jié)構(gòu)改變鋼的組織結(jié)構(gòu)改善性能改善性能l 三個(gè)階段：三個(gè)階段： 加熱加熱、保溫、冷卻、保溫、冷卻等溫冷卻等溫冷卻連續(xù)冷卻連續(xù)冷卻 2.4.1 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變 l實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度偏離平衡的臨界溫度實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度偏離平衡的臨界溫度l加熱時(shí)：加熱時(shí)：標(biāo)以標(biāo)以“C”，如，如AC1、AC3、ACCm；l冷卻時(shí)：冷卻時(shí)：標(biāo)以標(biāo)以“r”，如，如Ar1、Ar3、Arcm。（一）（一）奧氏體化奧氏體化A 形核形核、A 長(zhǎng)大長(zhǎng)大、剩余滲碳體溶解、剩余滲碳體溶解、A 成分均勻化成分均勻化AAFPFACAC31ACFeACFePcmACAC 331 1. 加

3、熱溫度加熱溫度 提高提高, A化速度加快?；俣燃涌?。 2. 加熱速度加熱速度 越快，發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度越高，轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間越短。越快，發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度越高，轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間越短。 3. 鋼中碳含量鋼中碳含量 增加，增加，F(xiàn)和和Fe3C的相界面增大，轉(zhuǎn)變速度加快。的相界面增大，轉(zhuǎn)變速度加快。 4. 合金元素合金元素 Co、Ni等加快等加快A化過(guò)程；化過(guò)程；Cr、Mo、V減慢；減慢；Si、Al、Mn不影響不影響。擴(kuò)散速度慢，加熱溫度一般較高，保溫時(shí)間更長(zhǎng)。擴(kuò)散速度慢，加熱溫度一般較高，保溫時(shí)間更長(zhǎng) 5. 原始組織原始組織 Fe3C為片狀時(shí)為片狀時(shí)A形成速度快，形成速度快，F(xiàn)e3C間距越小，轉(zhuǎn)變速度越快。

4、間距越小，轉(zhuǎn)變速度越快。 (二二) 影響奧氏體轉(zhuǎn)變速度的因素影響奧氏體轉(zhuǎn)變速度的因素l 實(shí)際晶粒度：實(shí)際晶粒度： 決定鋼的性能決定鋼的性能14級(jí)級(jí)- -粗粗58級(jí)級(jí)- -細(xì)細(xì)（三）奧氏體晶粒度及其影響因素（三）奧氏體晶粒度及其影響因素l 本質(zhì)晶粒度本質(zhì)晶粒度：一定：一定的條件下奧氏體晶粒的條件下奧氏體晶粒長(zhǎng)大的傾向性。長(zhǎng)大的傾向性。93010，38h影響奧氏體晶粒度的因素影響奧氏體晶粒度的因素1）加熱溫度和保溫時(shí)間）加熱溫度和保溫時(shí)間2）加熱速度）加熱速度 3) 鋼的化學(xué)成分鋼的化學(xué)成分 C：在一定范圍內(nèi)，晶粒長(zhǎng)大傾向增大：在一定范圍內(nèi)，晶粒長(zhǎng)大傾向增大 Ti、V、Nb、Zr 碳化物碳化物 A

5、l 氧化物、氮化物氧化物、氮化物 Mn、P能能促進(jìn)促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大晶粒長(zhǎng)大鋼在鋼在A化后有兩種冷卻方式：化后有兩種冷卻方式： 1、等溫冷卻、等溫冷卻 2、連續(xù)冷卻、連續(xù)冷卻過(guò)冷過(guò)冷 A ：在臨界點(diǎn)以下存在且不穩(wěn)定的將要發(fā)生轉(zhuǎn)變的：在臨界點(diǎn)以下存在且不穩(wěn)定的將要發(fā)生轉(zhuǎn)變的A 2.4.2 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變一、過(guò)冷一、過(guò)冷A 的等溫轉(zhuǎn)變的等溫轉(zhuǎn)變TTT 曲線（曲線（C 曲線）曲線）1、共析鋼過(guò)冷、共析鋼過(guò)冷A的等溫轉(zhuǎn)變的等溫轉(zhuǎn)變?nèi)龡l條水水平平線線A1 A 和和P 的的平衡溫度平衡溫度Ms A M 的的開始轉(zhuǎn)變溫度開始轉(zhuǎn)變溫度Mf A M 的的終了轉(zhuǎn)變溫度終了轉(zhuǎn)變溫度兩條兩條曲線曲線左左

6、 過(guò)冷過(guò)冷A 轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變開始線開始線右右 過(guò)冷過(guò)冷A 轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變終了線終了線TTT 曲線（曲線（C 曲線）曲線）四四個(gè)個(gè)區(qū)區(qū)A 狀態(tài)：狀態(tài)：A1線以上線以上過(guò)冷過(guò)冷A區(qū)：區(qū)：A1線以下、線以下、Ms 線以上和轉(zhuǎn)變開始曲線之間線以上和轉(zhuǎn)變開始曲線之間過(guò)冷過(guò)冷A正在轉(zhuǎn)變區(qū)：正在轉(zhuǎn)變區(qū)：轉(zhuǎn)變開始和轉(zhuǎn)變終了曲線之間轉(zhuǎn)變開始和轉(zhuǎn)變終了曲線之間轉(zhuǎn)變終了區(qū)：轉(zhuǎn)變終了區(qū)：轉(zhuǎn)變終了曲線以右轉(zhuǎn)變終了曲線以右孕育期：孕育期：從過(guò)冷到轉(zhuǎn)變開始線之間的時(shí)間從過(guò)冷到轉(zhuǎn)變開始線之間的時(shí)間 長(zhǎng)短表示過(guò)冷長(zhǎng)短表示過(guò)冷A穩(wěn)定穩(wěn)定性的高低性的高低 550 最短，過(guò)冷最短，過(guò)冷A最最不穩(wěn)定不穩(wěn)定擴(kuò)散型擴(kuò)散型相變相變P 型型組織組織（F

7、和和Fe3C 交替排列的交替排列的層片狀組織層片狀組織）形成溫度越低形成溫度越低 ，P 越細(xì)越細(xì)根據(jù)片間距的大小根據(jù)片間距的大小P、S、T三類。三類。(1)高溫轉(zhuǎn)變（高溫轉(zhuǎn)變（P 轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變） A1 550珠光體珠光體P、索氏體索氏體S、屈氏體屈氏體T 都屬于珠光體類型的組都屬于珠光體類型的組織，都是織，都是F和和Fe3C組成的組成的片層相間片層相間的機(jī)械混合物，它們的機(jī)械混合物，它們的差別僅僅是片間距不同。的差別僅僅是片間距不同。片間距越小性能越好片間距越小性能越好！l半擴(kuò)散型相變半擴(kuò)散型相變，轉(zhuǎn)變溫度不，轉(zhuǎn)變溫度不同，形成的同，形成的B形態(tài)不同，形態(tài)不同，l550350 B上上 羽毛狀羽毛狀

8、，小片狀滲碳體分布在成排的小片狀滲碳體分布在成排的 F 片之間片之間l350 Ms B下下，黑色針狀，黑色針狀(2) 中溫轉(zhuǎn)變（中溫轉(zhuǎn)變（B 轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變）：）： 550Ms貝氏體（貝氏體（B）是滲碳體分布）是滲碳體分布在碳過(guò)飽和的在碳過(guò)飽和的F基體上的兩基體上的兩相混合物相混合物B上上，羽毛狀，羽毛狀，F(xiàn) 和和Fe3C 較粗大，硬度低，韌性低。較粗大，硬度低，韌性低。B下下，黑色針狀，黑色針狀，細(xì)小無(wú)方向性，而細(xì)小無(wú)方向性，而F 內(nèi)碳化物細(xì)小彌散，位錯(cuò)密內(nèi)碳化物細(xì)小彌散，位錯(cuò)密度很高，強(qiáng)度高，韌性也很好，具有良好的綜合機(jī)械性能。度很高，強(qiáng)度高，韌性也很好，具有良好的綜合機(jī)械性能。上貝氏體上貝氏體

9、( (500)500)下貝氏體下貝氏體( (500)500)v多了一條過(guò)冷多了一條過(guò)冷 A F 的的開始線開始線v隨著含碳量降低隨著含碳量降低 ，C 曲曲線左移，線左移，Ms 、Mf 上移上移, 2、亞共析鋼過(guò)冷、亞共析鋼過(guò)冷A 的等溫轉(zhuǎn)變的等溫轉(zhuǎn)變例例45等溫轉(zhuǎn)變：等溫轉(zhuǎn)變： A1650 F+P 650 600 F(少少)+S 600 550 F(很少很少)+T 550 Ms Bv多了一條過(guò)冷多了一條過(guò)冷 A 析出析出 Fe3C 開始線開始線v隨含碳量增加隨含碳量增加 C 曲線曲線左移，左移， Ms 、Mf 下移下移, 3、過(guò)共析鋼過(guò)冷、過(guò)共析鋼過(guò)冷A的等溫轉(zhuǎn)變的等溫轉(zhuǎn)變例，例，T10 鋼等

10、溫轉(zhuǎn)變：鋼等溫轉(zhuǎn)變： A1650 Fe3C+ P 650 600 Fe3C(少少) +S 600 550 Fe3C(很少很少) +T 550 Ms BAFAFe3CIIl過(guò)冷過(guò)冷 A 在一個(gè)溫度范圍內(nèi)所發(fā)生的轉(zhuǎn)變?cè)谝粋€(gè)溫度范圍內(nèi)所發(fā)生的轉(zhuǎn)變l冷卻速度冷卻速度二、過(guò)冷二、過(guò)冷A的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 通過(guò)通過(guò)溫度溫度起作用起作用 不均勻的混合組織不均勻的混合組織CCT 曲線曲線l 只有只有 P 和和 M 轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變區(qū)l 沒(méi)有沒(méi)有B 轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變區(qū)Ps A過(guò)冷過(guò)冷 P 的的開始線開始線Pf A過(guò)冷過(guò)冷 P 的的終了線終了線kkA過(guò)冷過(guò)冷轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變中止線中止線1、共析鋼過(guò)冷、共析鋼過(guò)冷A 的連續(xù)冷

11、卻轉(zhuǎn)變的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變VK -上臨界冷卻速度上臨界冷卻速度 （臨界淬火速度）（臨界淬火速度）V冷冷VK 時(shí)，時(shí)， M組織組織VK -下臨界冷卻速度下臨界冷卻速度V冷冷VK時(shí)，時(shí)， 全部轉(zhuǎn)變?yōu)槿哭D(zhuǎn)變?yōu)镻lCCT 曲線中曲線中P轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變開始和終了線變開始和終了線均在均在TTT 曲線的曲線的右下方右下方l連續(xù)連續(xù)轉(zhuǎn)變溫度低轉(zhuǎn)變溫度低 ，孕育期長(zhǎng)孕育期長(zhǎng)共析鋼轉(zhuǎn)變過(guò)程及產(chǎn)物共析鋼轉(zhuǎn)變過(guò)程及產(chǎn)物空冷空冷V2：稍快速稍快速度，度，過(guò)冷過(guò)冷AS ，細(xì)片狀細(xì)片狀爐冷爐冷V1：緩慢冷：緩慢冷卻，轉(zhuǎn)變溫度較卻，轉(zhuǎn)變溫度較高，高，過(guò)冷過(guò)冷AP，粗片狀粗片狀油冷油冷V4 ：TM 殘余殘余AT+M+A水冷水冷V5 ：冷速

12、很快：冷速很快 AM， 殘余殘余A（A），），冷卻冷卻到室溫時(shí)，少量未轉(zhuǎn)到室溫時(shí)，少量未轉(zhuǎn)變的變的 A A 保留下來(lái)保留下來(lái)M+ Al 馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)a. 非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變，非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變，M 是碳在是碳在 -Fe 中的過(guò)飽和固溶體中的過(guò)飽和固溶體b. 形成速度很快，無(wú)孕育期，形成速度很快，無(wú)孕育期，是一個(gè)連續(xù)冷卻的轉(zhuǎn)變過(guò)程是一個(gè)連續(xù)冷卻的轉(zhuǎn)變過(guò)程c. M 轉(zhuǎn)變不徹底，總要?dú)埩羯俎D(zhuǎn)變不徹底，總要?dú)埩羯倭苛緼 。w(c)0.6，標(biāo)上，標(biāo)上A d. M形成時(shí)造成體積膨脹形成時(shí)造成體積膨脹M 轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變（低溫轉(zhuǎn)變）：（低溫轉(zhuǎn)變）： Ms Mfa. M的形態(tài)有的形態(tài)有板條狀板條狀和和針狀針狀

13、兩種兩種 w(c)1.0為針狀為針狀M（高碳（高碳M、孿晶、孿晶M）呈竹葉狀或凸透鏡狀）呈竹葉狀或凸透鏡狀 0.25 w(c) 1.0為板條為板條M和針狀和針狀M的混合組織的混合組織b. M的硬度很高，含碳量越高的硬度很高，含碳量越高M(jìn)的硬度越高的硬度越高l 出現(xiàn)了先共析出現(xiàn)了先共析F轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)變和B轉(zhuǎn)變區(qū)域轉(zhuǎn)變區(qū)域2、亞共析鋼過(guò)冷、亞共析鋼過(guò)冷 A 的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變3、過(guò)共析鋼過(guò)冷、過(guò)共析鋼過(guò)冷A 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變l 無(wú)無(wú)B 區(qū)，有先共析滲碳體析出區(qū)域區(qū)，有先共析滲碳體析出區(qū)域常用的熱處理加熱設(shè)備常用的熱處理加熱設(shè)備： 2.4.3 鋼的普通熱處理鋼的普通熱處理 （一）退火（

14、一）退火（爐冷）（爐冷）退火退火：緩慢的速度冷卻緩慢的速度冷卻，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。處理工藝。（2）等溫退火）等溫退火 Ac3（或（或Ac1）以上。）以上。珠光體轉(zhuǎn)變溫度等溫保持珠光體轉(zhuǎn)變溫度等溫保持目的：目的：縮短退火時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，獲得均勻的組織和性能縮短退火時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，獲得均勻的組織和性能 （3）球化退火）球化退火 略高于略高于Ac1。過(guò)共析鋼過(guò)共析鋼和合金工具鋼。和合金工具鋼。目的：目的：降低硬度、均勻組織、改善切削性能，為降低硬度、均勻組織、改善切削性能，為淬火作組織準(zhǔn)備淬火作組織準(zhǔn)備 獲得獲得粒狀珠光體粒狀珠光體。（1）完全退

15、火）完全退火 Ac32030。獲得接近平衡組織。獲得接近平衡組織。目的：目的：細(xì)化晶粒、降低硬度以改善切削加工性能和消除內(nèi)應(yīng)力細(xì)化晶粒、降低硬度以改善切削加工性能和消除內(nèi)應(yīng)力（6）再結(jié)晶退火）再結(jié)晶退火 650700， 獲得細(xì)小均勻的等軸晶粒，獲得細(xì)小均勻的等軸晶粒，目的：目的：消除加工硬化、提高塑性、改善切削加工及成形性能。消除加工硬化、提高塑性、改善切削加工及成形性能。（5）去應(yīng)力退火）去應(yīng)力退火 500650，保溫后隨爐緩慢冷卻。，保溫后隨爐緩慢冷卻。目的：消除目的：消除因變形加工及鑄造、焊接過(guò)程中引起的因變形加工及鑄造、焊接過(guò)程中引起的殘余內(nèi)應(yīng)力殘余內(nèi)應(yīng)力，以提高工件的尺寸穩(wěn)定性，防止

16、變形和開裂。以提高工件的尺寸穩(wěn)定性，防止變形和開裂。（4）擴(kuò)散退火）擴(kuò)散退火（均勻化退火）（均勻化退火）熔點(diǎn)以下熔點(diǎn)以下100200，1015h目的：目的：消除枝晶偏析，消除枝晶偏析，組織粗大組織粗大需要完全退火或正火處理。需要完全退火或正火處理。 （二）正火（二）正火（空冷）（空冷） 正火正火：Ac3或或Accm3050，保溫，保溫，空氣中冷卻空氣中冷卻。S ，強(qiáng)度、硬度較高。，強(qiáng)度、硬度較高。應(yīng)用：應(yīng)用： 作為最終熱處理作為最終熱處理 普通結(jié)構(gòu)鋼普通結(jié)構(gòu)鋼 作為預(yù)先熱處理作為預(yù)先熱處理 過(guò)共析鋼過(guò)共析鋼 改善切削加工性能改善切削加工性能 低碳（合金）鋼低碳（合金）鋼 （三）淬火（三）淬火（

17、水冷或油冷）（水冷或油冷）淬火淬火：相變溫度以上，保溫一定時(shí)間，：相變溫度以上，保溫一定時(shí)間，快速冷卻快速冷卻以獲得以獲得馬氏馬氏體體組織的熱處理工藝。組織的熱處理工藝。 1. 淬火加熱溫度淬火加熱溫度亞共析鋼：亞共析鋼： Ac3以上以上3050共共(過(guò)共過(guò)共)析鋼：析鋼： Ac1以上以上3050l常用介質(zhì)：常用介質(zhì)：水水和和油油 水水，冷卻能力大，碳鋼，冷卻能力大，碳鋼 油油，冷卻能力小，合金鋼，冷卻能力小，合金鋼 鹽浴，鹽浴，冷卻能力中等，分級(jí)和等溫淬火冷卻能力中等，分級(jí)和等溫淬火 l理想淬火介質(zhì)：理想淬火介質(zhì)： 650以上緩冷以上緩冷，降低淬火熱應(yīng)力，降低淬火熱應(yīng)力 650 400 快冷

18、快冷，避免，避免P或或B轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變 400 以下緩冷，以下緩冷，減少組織應(yīng)力減少組織應(yīng)力2.淬火冷卻介質(zhì)淬火冷卻介質(zhì)3.淬火方法淬火方法單液淬火單液淬火、雙液淬火雙液淬火、分級(jí)淬火分級(jí)淬火和和等溫淬火等溫淬火等。等。 u鋼的淬透性：鋼的淬透性：鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力。鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力。 決定于決定于臨界冷卻速度臨界冷卻速度4.鋼的淬透性鋼的淬透性u(píng)淬透層深度：淬透層深度：從試從試樣表面至半馬氏體樣表面至半馬氏體區(qū)的距離。區(qū)的距離。u鋼的淬硬性：鋼的淬硬性：淬火后馬氏體所能達(dá)到的最高硬度，淬火后馬氏體所能達(dá)到的最高硬度， 主要決定于主要決定于馬氏體的碳含量馬氏體的碳含量淬透性可用淬透

19、性可用“末端淬火法末端淬火法”測(cè)定（測(cè)定（GB/T 225-2006GB/T 225-2006）鋼的淬透性鋼的淬透性: J: J-d -d - HRC 或或 HV30J J表示末端淬火的淬透性表示末端淬火的淬透性 J35-15,J HV450-10J35-15,J HV450-10( (a)a)40CrNiMo40CrNiMo完全淬透完全淬透 ( (b)b)40Cr40Cr淬透較大厚度淬透較大厚度 ( (c)c)4040鋼鋼淬透較小厚度淬透較小厚度 回火回火S S 表面回火表面回火S S心部心部S+F S+F 表面回火表面回火S S心部心部S+FS+F淬透性不同的鋼調(diào)質(zhì)后機(jī)械性能的比較淬透性不

20、同的鋼調(diào)質(zhì)后機(jī)械性能的比較 5. 淬透性的影響因素淬透性的影響因素 由其由其臨界冷卻速度臨界冷卻速度決定決定a. 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) 共析鋼的淬透性最好。共析鋼的淬透性最好。b. 合金元素合金元素 除除Co以外，使以外，使C曲線右移曲線右移, 提高鋼的淬透性。提高鋼的淬透性。c. 奧氏體化溫度奧氏體化溫度 提高溫度，減少珠光體的生核率，增加其淬透性。提高溫度，減少珠光體的生核率，增加其淬透性。d. 鋼中未溶第二相鋼中未溶第二相 可成為奧氏體分解的非自發(fā)核心，降低淬透性?？沙蔀閵W氏體分解的非自發(fā)核心，降低淬透性?；鼗鸹鼗穑杭訜嶂粒杭訜嶂罙c1以下以下某一溫度，保溫一定時(shí)間后冷卻某一溫度，保溫一

21、定時(shí)間后冷卻至室溫的熱處理工藝。至室溫的熱處理工藝。作用：作用：減少或消除淬火應(yīng)力減少或消除淬火應(yīng)力，穩(wěn)定組織穩(wěn)定組織，提高鋼的塑性和韌性提高鋼的塑性和韌性。 1. 低溫回火低溫回火150250，回火，回火M+A，降低應(yīng)力和脆性，降低應(yīng)力和脆性，M回火回火（+） 高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，工、模具高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，工、模具 2. 中溫回火中溫回火350500，回火，回火T， +Cm ,中溫回火后具有高的彈性極限中溫回火后具有高的彈性極限 彈簧件彈簧件 （四）回火（四）回火 3. 高溫回火高溫回火 500650，回火回火S ，高的綜合力學(xué)性能高的綜合力學(xué)性能。淬火淬火+高溫回火高溫回火=調(diào)質(zhì)

22、處理調(diào)質(zhì)處理中碳結(jié)構(gòu)鋼中碳結(jié)構(gòu)鋼曲軸、連桿、連桿螺栓、汽車曲軸、連桿、連桿螺栓、汽車拖拉機(jī)半軸、機(jī)床主軸及齒輪拖拉機(jī)半軸、機(jī)床主軸及齒輪等重要機(jī)器零件。等重要機(jī)器零件。l鋼的回火脆性：鋼的回火脆性：有些鋼在一有些鋼在一定的溫度范圍內(nèi)回火時(shí)，其定的溫度范圍內(nèi)回火時(shí)，其沖擊韌性顯著降低的脆化現(xiàn)沖擊韌性顯著降低的脆化現(xiàn)象。象。l250400：第一類（低第一類（低溫）回火脆性；溫）回火脆性； 避免在脆化溫度范圍內(nèi)回火避免在脆化溫度范圍內(nèi)回火l450 650 ：第二類第二類（高溫）回火脆性（高溫）回火脆性 加熱后快冷加熱后快冷P轉(zhuǎn)變B轉(zhuǎn)變M轉(zhuǎn)變退火退火正火正火淬火淬火淬透性淬透性淬硬性淬硬性回火回火20

23、. 共析鋼加熱到相變點(diǎn)以上, 用下圖所示的冷卻曲線冷卻,各應(yīng)得到什么組織?各屬于何種熱處理方法?例題：P31，20、21、22 a. M+A，淬火（水，淬火（水冷）冷）b. M+A，分級(jí)淬火，分級(jí)淬火c.T+M+A，淬火，淬火（油冷）（油冷）d. B，等溫淬火，等溫淬火e.S，正火，正火f.P，退火，退火g. P，等溫退火，等溫退火21.T12鋼加熱到Ac1以上；用圖5-4所示各種方法冷卻，分析其所得到的組織。(a) M+A+Fe3CII(b) B下下+M+A+Fe3CII(c) B下下+Fe3CII22.某鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線如圖5-5所示，試指出該鋼按圖中(a)(b)(c)(d)速度冷卻后

24、得到的室溫組織。(a) F+M+A(b) F+B+M+A(c) F+B+M+A(d) F+P 2.4.4 鋼的表面熱處理鋼的表面熱處理 表面淬火：表面淬火：將工件表面快速加熱到淬火溫度，然后迅速冷將工件表面快速加熱到淬火溫度，然后迅速冷卻，僅使表面層獲得淬火組織，而心部仍保持卻，僅使表面層獲得淬火組織，而心部仍保持淬火前組織的熱處理方法。淬火前組織的熱處理方法。1、（火焰表面淬火）（火焰表面淬火） 乙炔乙炔-氧氧或煤氣或煤氣-氧氧2、感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火原理：原理：電磁感應(yīng)原理電磁感應(yīng)原理 集膚效應(yīng)：集膚效應(yīng)：高頻、中頻、工頻高頻、中頻、工頻f500特點(diǎn)：特點(diǎn)： 過(guò)熱度大。過(guò)熱度大

25、。 細(xì)小隱晶細(xì)小隱晶M組織，高組織，高23HRC。 表層存在很大的殘余壓應(yīng)力。表層存在很大的殘余壓應(yīng)力。 無(wú)氧化、脫碳，工件變形很小。無(wú)氧化、脫碳，工件變形很小。 易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。3、激光表面淬火激光表面淬火激光表面處理示意圖激光表面處理示意圖 超快加熱相變超快加熱相變加熱速度：加熱速度：104106/s冷卻速度：冷卻速度：106108/s，自冷淬火，自冷淬火 2.4.5 鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理定義：定義：將鋼件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使介質(zhì)將鋼件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使介質(zhì)中的一種或幾種元素原子中的一種或幾種元素原子滲入滲入工件表面，以改變

26、工件表面，以改變鋼件表層化學(xué)成分和組織的熱處理工藝。鋼件表層化學(xué)成分和組織的熱處理工藝?；具^(guò)程：基本過(guò)程： 介質(zhì)的分解：形成活性原子；介質(zhì)的分解：形成活性原子； 表面吸收和溶解：形成固溶體或化合物；表面吸收和溶解：形成固溶體或化合物； 原子擴(kuò)散：形成一定的擴(kuò)散層。原子擴(kuò)散：形成一定的擴(kuò)散層。 1滲碳滲碳滲碳：滲碳：活性碳原子活性碳原子C滲入鋼的表層。滲入鋼的表層。目的：增加表面目的：增加表面C含量，淬火低溫回火，含量，淬火低溫回火，表面硬，心部韌表面硬，心部韌 方法：方法：氣體氣體、固體固體、液體液體鋼種：鋼種：低碳鋼低碳鋼和和低碳合金鋼低碳合金鋼 如如20、20Cr、20CrMnTi工藝：

27、工藝：900950，時(shí)間，時(shí)間-厚度厚度 1h, 0.5mm,4h, 1mm緩冷組織：緩冷組織：P+碳化物、碳化物、P、P+F，原始組織。，原始組織。滲碳后熱處理：滲碳后熱處理：淬火淬火（直接、一次直接、一次和和二次）二次）低溫回火低溫回火。 表層組織：高碳回火表層組織：高碳回火M碳化物碳化物A， 心部組織：低碳回火心部組織：低碳回火M或或F、T 2滲氮滲氮氮化氮化：在一定溫度下使：在一定溫度下使活性氮原子活性氮原子N滲入工件表面。滲入工件表面。目的：提高硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、熱硬性和耐蝕性目的：提高硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、熱硬性和耐蝕性方法：方法：氣體滲氮?dú)怏w滲氮、離子滲氮離子滲氮、氮碳共滲氮碳共滲（軟氮化）等（軟氮化）等工藝：調(diào)質(zhì)，工藝：調(diào)質(zhì)，500600，2050h，0.30.5mm38CrMoAl鋼氮化工藝曲線圖鋼氮化工藝曲線圖 Fe-N相圖相圖 滲氮溫度低且滲氮后不再進(jìn)行熱處理，工件變形小滲氮溫度低且滲氮后不再進(jìn)行熱處理，工件變形小滲氮前調(diào)質(zhì)處理。滲氮前調(diào)質(zhì)處理。 3碳氮共滲碳氮共滲 氰化氰化：同時(shí)向鋼件表面滲入碳和氮原子同時(shí)向鋼件表面滲入碳和氮原子。 性能介于滲碳與滲氮零件之間。性能介