《工程材料学》第2章 金属材料的组织与性能控制b

第2章金属材料的 组织与性能控制b 21纯金属的结晶 2.2合金的结晶 23金属的塑性加工 2.4钢的热处理 2.5钢的合金化 2.6表面技术

2.1 纯金属的结晶 2.2 合金的结晶 2.3 金属的塑性加工 2.4 钢的热处理 2.5 钢的合金化 2.6 表面技术 第2章 金属材料的 组织与性能控制 b

24钢的热处理 24.0热处理的概念 24.1钢在加热时的转变 24.2钢在冷却时的转变 24.3钢的普通热处理 244钢的表面热处理 24.5钢的化学热处理 24.6钢的热处理新技术

2.4.0 热处理的概念 2.4.1 钢在加热时的转变 2.4.2 钢在冷却时的转变 2.4.3 钢的普通热处理 2.4.4 钢的表面热处理 2.4.5 钢的化学热处理 2.4.6 钢的热处理新技术 2.4 钢的热处理

热处理的概念 把固态金属材料在一定介质中的加热、保温和冷却, 以改变其组织和性能的一种工艺。 保温 临界点 嘱\起 冷却 时间 图6-1热处理工艺曲线示意图

热处理的概念 把固态金属材料在一定介质中的加热、保温和冷却， 以改变其组织和性能的一种工艺

2.4.1钢在加热时的转变 临界温度 平衡时:A1、A3、Acm 加热时:Ac1、AC3、Acm 冷却时:Ar1、Ar3、Arcm

2.4.1 钢在加热时的转变 临界温度 平衡时：A1、A3、Acm 加热时：Ac1、Ac3、Accm 冷却时：Ar1、Ar3、Arcm

1.奥氏体的形成—Fe,C原子扩散和晶格改变的过程。 共析钢加热到Ac1以上时,P→A 共析钢A化过程—形核、长大、Fe3C完全溶解、C的均匀化 未溶Fe3 未溶Fe2C m Fe C A a)A形核 (b)A长大 (c)残余Fe3C溶解 (d)A均匀化 图6-3共析碳钢的奥氏体形成过程示意图 亚(过)析钢的A化—P→A后,先共析F或Fe3Cm溶解

1．奥氏体的形成—— Fe，C原子扩散和晶格改变的过程。 共析钢加热到Ac1以上时，P → A 共析钢A化过程—— 形核 、长大、Fe3 C 完全溶解、C的均匀化。 亚（过）析钢的A化 —— P → A后，先共析F 或 Fe3CⅡ 溶解

影响A转变速度的因素 加热温度和速度个→转变快 C%个或Fe3C片间距→界面多,形核多→转变快 合金元素→A化速度个或 A晶粒度 加热温度,保温时间个→晶粒尺寸↓ 合金碳化物个,C%→晶粒尺寸

影响A转变速度的因素 加热温度和速度↑→ 转变快 C%↑或 Fe3 C片间距↓ → 界面多，形核多→ 转变快 合金元素→ A化速度↑或↓ A 晶粒度 加热温度，保温时间↑→ 晶粒尺寸↓ 合金碳化物↑，C% ↓ → 晶粒尺寸↓

2.4.2钢在冷却时的转变 1.过冷A的等温转变 过冷A的连续冷却 转变

2.4.2 钢在冷却时的转变 1．过冷A的等温转变 2．过冷A的连续冷却 转变

1.过冷A的等温转变 过冷A T/C 共析钢的C曲线 T<A1时,A不稳定 800 A1 A等温转变曲线 700过 转变开 P 5-25HRC (TTT或C曲线 600冷 变结束S25~35HRc A 35~40HRC 高温转变,A1~550℃500 过冷A→P型组织 A→上B 上B 40~50HRC 400 中温转变,550℃~M 冷 过冷A→贝氏体(B)300A A→下B 下B50~60HRC 低温转变,Ms~Mf 200 过冷A→马氏体(M)100 A→M M+A 60~65HRC 0 100 M 11010210310410°时间

1. 过冷A的等温转变 过冷A: T < A1时，A不稳定。 A等温转变曲线 (TTT 或 C 曲线) 共析钢的C 曲线 高温转变，A1 ~ 550℃ 过冷A → P 型组织 中温转变，550℃~ MS 过冷A →贝氏体( B ) 低温转变，MS ~ Mf 过冷A →马氏体( M ) 0 1 时间/s T/℃ M+A' A1 100 200 300 400 500 600 700 800 -100 0 10 10 10 10 10 2 3 4 5 A Ms Mf 过 冷 A 过 冷 A A→M A→下B A→S 转变开始 转变结束 A→上B A→T A→P M 下B 上B T S P 5~25HRC 25~35HRC 35~40HRC 40~50HRC 50~60HRC 60~65HRC

P型组织—F+层片状Fe3C 珠光体P 索氏体S 屈氏体T 索氏体 层片间距:P>S>T S 8000 屈氏体 2 8000 珠光体P,3800×

P 型组织—— F + 层片状Fe3C 珠光体P 索氏体S 屈氏体T 层片间距：P > S > T 珠光体P ，3800× 索氏体 S 8000× 屈氏体 T 8000×

高温转变过程—晶格改变和Fe,C原子扩散。 Fe,C Fe, c a Fe,c A 图6-7珠光体转变过程示意图

高温转变过程 —— 晶格改变和Fe，C原子扩散