大连交通大学：《机械工程材料》课程教学课件（PPT讲稿）第三章 钢的热处理

第三章钢的热处理 知识要点 (1)过冷奥氏体的定义。 (2)过冷奥氏体的等温转变曲线,等温转 变产物及其性能;等温转变曲线的应用 (3)钢的普通热处理工艺及应用。 (4)钢的表面热处理工艺及应用。 (5)编写典型零件(如轴、齿轮)的工艺 路线

第三章 钢的热处理 知识要点 （1）过冷奥氏体的定义。 （2）过冷奥氏体的等温转变曲线，等温转 变产物及其性能；等温转变曲线的应用。 （3）钢的普通热处理工艺及应用。 （4）钢的表面热处理工艺及应用。 (5) 编写典型零件（如轴、齿轮）的工艺 路线

第一节钢在加热时的转变(一般了解) 复习“钢在室温下的组织”:亚共析钢,共析钢, 过共析钢的组织组成物 2以共析钢为例,了解钢在加热时(727°C以上) 组织的转变。(相图上组织和相的转变是可逆 的 3影响奥氏体晶粒大小的因素。 Fe-Fe O相图

第一节 钢在加热时的转变（一般了解） 1 复习“钢在室温下的组织”：亚共析钢，共析钢， 过共析钢的组织组成物。 2 以共析钢为例，了解钢在加热时（727°C以上） 组织的转变。（相图上组织和相的转变是可逆 的。） 3 影响奥氏体晶粒大小的因素。 Fe-Fe3C相图

钢在加热时组织的转变(以共析钢为例 1共析钢加热到727°C(A1)以上,珠光体转 变成奥氏体。(四个阶段) 转变步骤 奥氏体 奧氏体残余渗碳 奥氏体成 形核 核长大体溶解 分均匀化 3c 未溶 未溶 FeaC (b) 图3-1共析钢的奥氏体形成过程示意图

一 钢在加热时组织的转变（以共析钢为例） 1 共析钢加热到727°C（A1)以上，珠光体转 变成奥氏体。（四个阶段） 转变步骤 奥氏体 形核 奥氏体 核长大 残余渗碳 体溶解 奥氏体成 分均匀化 (a) (b) (c) (d)

二奥氏体晶粒大小 (1)影响因素:加热温度和保温时间。 (2)钢加热时的缺陷:过热;氧化;脱碳

二 奥氏体晶粒大小 （1） 影响因素：加热温度和保温时间。 （2）钢加热时的缺陷：过热；氧化；脱碳

第二节过冷奥氏体转变图(重点内容) 知识要点 过冷奥氏体等温转变产物及其性能; 影响c曲线的因素 应用等温转变图判断钢冷却至室温的组织

第二节 过冷奥氏体转变图（重点内容） 知识要点 • 过冷奥氏体等温转变产物及其性能； • 影响c曲线的因素 • 应用等温转变图判断钢冷却至室温的组织

过冷奥氏体 定义:把在727°C以下尚未发生转变的不稳定奥氏体 称为过冷奥氏体。 过冷奥氏体转变是在临界点以下某个恒温下发生,就称为过冷奥 氏体的等温转变。 转变在连续冷却的过程中发生,称为过冷奥氏体的连续冷却转变。 二过冷奥氏体等温转变图(共析钢) 1等温转变图的建立 试验测定

一 过冷奥氏体 定义：把在727 °C以下尚未发生转变的不稳定奥氏体 称为过冷奥氏体。 过冷奥氏体转变是在临界点以下某个恒温下发生，就称为过冷奥 氏体的等温转变。 转变在连续冷却的过程中发生，称为过冷奥氏体的连续冷却转变。 二 过冷奥氏体等温转变图（共析钢） 1 等温转变图的建立 试验测定

2等温转变图 800 奥氏体 700 又称TTT图或者C曲线 粗珠光体 600 细珠光体 500 转变开始线 上氏转变终止线 400 300 下贝氏体 200 马氏体+共析碳钢wc为o89 残余奥氏体十奥氏体化温度885℃ l00 奥氏体晶粒4~ 0110102103104105106 时间/s 图3-4共析钢的C曲线

2 等温转变图 又称TTT图或者C曲线 转变开始线 转变终止线

、过冷奥氏体等温转变类型及其产物 珠光体转变(共析转变A 珠光体形成 发生温度:727%C—560 产物:珠光体 珠光体的铁素体和渗碳体层片粗细与转变温度有关。温度 越低,珠光体的层片越细。 7270C--650C:珠光体片层较粗,P(珠光体) 650C-—600C:珠光体层片较细,S(索氏体) 600C-560C:珠光体层片极细,T(托氏体) 层片变细,强度硬度增加,塑性韧性有所增加

三、过冷奥氏体等温转变类型及其产物 1、珠光体转变（共析转变A → P ） 发生温度： 7270C---5600C 产物：珠光体 7270C---6500C：珠光体片层较粗，P（珠光体） 6500C---6000C：珠光体层片较细，S （索氏体） 6000C--5600C： 珠光体层片极细，T (托氏体) 层片变细，强度硬度增加，塑性韧性有所增加。 珠光体的铁素体和渗碳体层片粗细与转变温度有关。温度 越低，珠光体的层片越细。 珠光体形成

2、贝氏体转变 (1)转变温度:560Ms(230) (2)产物:贝氏体 (3)贝氏体:由过饱和铁素体和渗碳体组成的混合物。 (4)贝氏体的形状和性能:(与等温温度有关) 560-350C:贝氏体呈羽毛状,称为上贝氏体,记为B上 350-Ms(2300C):贝氏体呈针叶状,称之为下贝氏体,记为B下 上贝氏体形成过程与形貌 下贝氏体形成过程与形貌特征

2、贝氏体转变 560--3500C: 贝氏体呈羽毛状，称为上贝氏体，记为B上 . 350-- Ms（2300C）：贝氏体呈针叶状，称之为下贝氏体，记为B下。 （1）转变温度：560—Ms（2300C） （2）产物：贝氏体 （3）贝氏体：由过饱和铁素体和渗碳体组成的混合物。 （4）贝氏体的形状和性能：（与等温温度有关） 上贝氏体形成过程与形貌 下贝氏体形成过程与形貌特征

(5)性能:上贝氏体的硬度高,塑性、韧性差,不用。 下贝氏体高强度、硬度、塑性韧性较好,。 工业中应用于中碳钢和中碳合金钢制造的零件中。 3马氏体转变 (1)转变温度:Ms(230°C)-Mf (2)产物:马氏体 (3)马氏体:碳在a-Fe中形成的过饱和铁素体,具有体心正 方结构。 马氏体形成示意图

（5) 性能：上贝氏体的硬度高，塑性、韧性差，不用。 下贝氏体高强度、硬度、塑性韧性较好，。 工业中应用于中碳钢和中碳合金钢制造的零件中。 3 马氏体转变 （1）转变温度：Ms（230°C）－Mf （2）产物：马氏体 （3）马氏体：碳在a--Fe中形成的过饱和铁素体，具有体心正 方结构。 马氏体形成示意图