• 转变温度 • 奥氏体的形成 • 奥氏体晶粒度及对力学性能的影响
一.转变温度
F
Fe3C
A
奥
A
氏
体
的
A 形核
形 残余Fe3C
A
成
未溶Fe3C A 长大
A
残余Fe3C溶解
A 均匀化
三. 奥氏体晶粒度及对力学性能的影响
一)奥氏体晶粒度: 1.起始晶粒度:珠光体刚刚转变成奥氏
体的晶粒大小。 2.实际晶粒度:热处理后所获得的奥氏
下贝氏体组织金相图
三) 转变产物的组织与性能
3.马氏体型 ( M ) 转变 ( 230～ -50℃ ) :
1)定义:马氏体是一种碳在α – Fe中的 过饱和固溶体。
2)转变特点: ➢在一个温度范围内连续冷却完成; ➢转变速度极快,即瞬间形核与长大; ➢无扩散转变( Fe、C原子均不扩散 ),
M与原A的成分相同,造成晶格畸变。 ➢转变不完全性, QM = f ( T )
B上 =过饱和碳 α-Fe条状 + Fe3C细条状
上贝氏体组织金相图
三) 转变产物的组织与性能 2.贝氏体型 ( B ) 转变 ( 550～230℃ ) :
➢350～230℃: B下; 50～60HRC; 过饱和碳 α-Fe针叶状 Fe3C细片状 针叶状
B下 =过饱和碳 α-Fe针叶状 + Fe3C细片状
60
1800
50 1400
40 1000
30
20
600
10
200
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
马氏体的碳浓度 Wc 100
1
10
102
103
104 时间(s)
三) 转变产物的组织与性能
1.珠光体型 ( P ) 转变 ( A1～550℃ ) : ➢A1～650℃ : P ; 5～25HRC;
片间距为0.6～0.7μm ( 500× )。
➢650～600℃ : 细片状P---索氏体(S); 片间距为0.2～0.4μm (1000×); 25～36HRC。
• 钢在热处理时的冷却方式 • 过冷奥氏体的等温冷却转变 • 过冷奥氏体的连续冷却转变
一.钢温
临界温度
连续冷却
等温冷却
时间
二.过冷奥氏体的等温冷却转变
一) 建立共析钢过冷奥氏体等温冷却转 变曲线 ---- C 曲线 (TTT曲线 )
T --- time T --- temperature T --- transformation
温度 (℃)
800 700 600 500
400 300 200 100
0
-100 0
共析碳钢 C 曲线建立过程示意图
A1
1
10
102
103
104 时间(s)
温度 (℃)
800 700 600 500
400 300 200 100
0
二) 共析碳钢 C 曲线的分析
稳定的奥氏体区
过 冷 奥 氏
+ 产
《金属工艺学》 第6章 钢的热处理
本章知识点
1．钢的热处理的地位、作用和分类； 2．钢在加热、冷却时的临界转变点A1、Ａ3、
Ａcm； 3．共析钢加热时奥氏体形成的基本过程：奥
氏体晶核形成和长大、残余渗碳体的溶解、 奥氏体均匀化、奥氏体晶粒大小及控制措施； 4．过冷奥氏的等温转变曲线；等温转变产物 珠光体、索氏体、托氏体、上贝氏体、下贝 氏体的组织形态及性能；过冷奥氏体连续转 变曲线及其与等温转变曲线的比较；过冷奥 氏体向马氏转变的特点及其转变产物的组织 形态及性能； 5．钢的普通热处理工艺退火、正火、淬火、 回火的目的、分类及应用。
体晶粒的大小。 3.本质晶粒度:度量钢本身晶粒在930℃
以下,随温度升高,晶粒长 大的程度。
钢的本质晶粒度示意图
二)奥氏体晶粒大小对钢的力学性能的 影响
1.奥氏体晶粒均匀细小,热处理后钢的力 学性能提高。
2.粗大的奥氏体晶粒在淬火时容易引起 工件产生较大的变形甚至开裂。
6.2 钢在冷却时的组织转变
➢600～550℃:极细片状P---托氏体(T); 片间距为＜0.2μm ( 电镜 ); 35～40HRC。
珠光体形貌像
光镜下形貌
电镜下形貌
索氏体形貌像
光镜形貌
电镜形貌
托氏体形貌像
光镜形貌 电镜形貌
三) 转变产物的组织与性能 2.贝氏体型 ( B ) 转变 ( 550～230℃ ) :
➢550～350℃: B上; 40～45HRC; 过饱和碳α-Fe条状 Fe3C细条状 羽毛状
概述
1.热处理的定义:
温
保温
度
临界温度
热 加
冷 却
时间
2.热处理的主要目的:改变钢的性能。
3.热处理的应用范围:整个制造业。
4.热处理的分类
普 通 退火;正火; 热处理 淬火;回火;
感应加 热淬火
热处理
表面淬火
表面 热处理
化学 热处理
火焰加 热淬火
渗碳; 渗氮; 碳氮共渗;
6.1 钢在加热时的组织转变
A
A向产物 转变终止线
产 物 区
体
物
区 A向产
区
Ms 物转变开始线
Mf
A1 A1～550℃;高温转变区; 扩散型转变; P 转变区。
550～230℃;中温转变 区; 半扩散型转变;
贝氏体( B ) 转变区;
230～ - 50℃; 低温转 变区; 非扩散型转变; 马氏体 ( M ) 转变区。
-100 0
30～50HRC ; δ = 9～17%。
低碳板条状马氏体组织金相图
4)马氏体的组织形态: ➢针、片状 --- 高碳马氏体(Wc ＞1%);
66HRC左右 ; δ ≈ 1%。
高碳针片状马氏体组织金相图
5)马氏体的性能: 主要取决于马氏体中的碳浓度。
70
2000
硬度 ( HRC )
抗拉强度Rm ( Mpa )
60
( % ) 50
40
30
20
10
0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
Wc 100
3)马氏体的晶体结构: 由于碳的过饱和作 用,使α – Fe晶格由体心立方变成体心正
方晶格。
4)马氏体的组织形态: ➢板条状 --- 低碳马氏体(Wc ＜0.2% );
奥氏体碳的质量分数对马氏体转变温度的影响
700 600 500
℃
温 400 度
300 Ms
200 100
0 -100
Mf
-200 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Wc 100
奥氏体碳的质量分数对残余奥氏体数量的影响
残 90
余 奥
80
氏 70
体 量