29
奥氏体含碳量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
30
奥氏体含碳量对残余奥氏体数量的影响
珠光体转变：Fe 、C的扩散性相变
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
屈氏体形貌像
光镜形貌 电镜形貌
三) 转变产物的组织与性能
组织形状决定性能，
2.贝氏体型 (对B比)：转下贝变氏体( 好55。0～230℃ ) : ➢550～350℃: B上; 40～45HRC; 碳过饱和α-Fe条状 Fe3C细条状 羽毛状
影响奥氏体晶粒长大的因素
3.加热速度
加热速度越快，奥氏体化的实际温度愈高，奥氏体 的形核率大于长大速度，获得细小的起始晶粒。生产 中常用快速加热和短时保温的方法来细化晶粒。
4.冶炼和脱氧条件
冶炼时用铝脱氧，使之形成AlN微粒；或加入Nb 、 Zr 、V 、Ti等强碳化物形成元素，形成难溶的碳化物 颗粒。第二相微粒能阻止奥氏体晶粒长大，在一定温 度下晶粒不易长大；只有当超过一定温度时，第二相 微粒溶入奥氏体后，奥氏体才突然长大。
终止线 物 550～230℃;中温转变
400
氏 体 A产
物
300 Ms区 物转变开始线
区 区; 半扩散型转变;
区
贝氏体( B ) 转变区;
200
230～ - 50℃; 低温转
100
变区; 非扩散型转变;
0 Mf
马氏体 ( M ) 转变区。
-100 0
1
10
102
103
104 时间(s)
三) 转变产物的组织与性能
形2 成、
奥
氏
体
的
F 残余Fe3C
Fe3C A
A
A 形核 A
未溶Fe3C A 长大
A
残余Fe3C溶解
A 均匀化
3、 A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
体晶粒的大小。 3.本质晶粒度:度量钢本身晶粒在930℃
400 300 200 100
0
-100 0
共析碳钢 TTT 曲线建立过程示意图
A1
1
10
102
103
104 时间(s)
温度 二) 共析碳钢 TTT 曲线的分析
(℃) 800
稳定的奥氏体区
A1
700 过 600 冷
+
A A产物转变 产
A1～550℃;高温转变区; 扩散型转变; P 转变区。
500 奥 产
《工程材料与热加工基础》 第五讲 钢的热处理
1
• 概述 • 钢在加热时的组织转变 • 钢在冷却时的组织转变 • 钢的普通热处理工艺 • 钢的表面热处理工艺 • 机械制造过程中的热处理
2
概述
1.热处理的定义:
温
保温
度
热 加
临界温度
冷 却
时间
3
温度
Tc
时间
4
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。
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。只有晶格改组 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 )
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。 ❖晶粒度的控制
➢Al脱氧(本质细) ➢Si/Mn脱氧(本质粗)
钢在冷却时的组织转变
• 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
15
一.钢在热处理时的两种冷却方式
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。
➢600～550℃:极细片状P=屈氏体(T); 片间距为＜0.2μm ( 电镜 ); 35～40HRC。
影响奥氏体晶粒长大的因素
5.含碳量的影响(有临界值)
随着奥氏体含碳量的增加，Fe、C原子的扩散速 度增大，奥氏体晶粒长大的倾向增加。
当超过奥氏体饱和碳浓度以后，由于出现了残 余渗碳体，产生机械阻碍作用，使晶粒长大倾向减 小。
6.原始组织的影响
原始组织越细小，碳化物弥散度越大，起始A晶
粒越细小。
A晶粒大小对钢的力学性能的影响
温 度
热 加
保温
临界温度
连续冷却
等温冷却 时间
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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 ---- TTT曲线 ( C 曲线 ) T --- time T --- temperature T --- transformation
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温度 (℃)
800 700 600 500
4.热处理的分类
热处理
普 通 退火;正火; 热处理： 淬火;回火;
特殊 热处理： 表面淬火
感应加 热淬火
表面 热处理：
火焰加 热淬火
化 学 渗碳; 渗氮; 热处理 碳氮共渗;5
钢在加热时的组织转变
• 1、转变温度 • 2、奥氏体的形成 • 3、奥氏体晶粒度及对力学性能的影响
6
1.转变温度
平衡转变 非平衡转变 过长 大的程度。
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钢的本质晶粒度示意图
晶粒度的测定方法：930±10℃保温3~8小时(10010×)
影响奥氏体晶粒长大的因素
1.加热温度 加热温度愈高，晶粒长大速度越快，奥
氏体晶粒也越粗大，热处理时必须规定合 适的加热温度范围。 2.保温时间
随保温时间的延长，晶粒不断长大，但 随保温时间的延长，晶粒长大速度越来越 慢，且不会无限制地长大下去。
B上 =碳过饱和 α-Fe条状 + Fe3C细条状
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上贝氏体组织金相图
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➢350～230℃: B下; 50～60HRC; 过饱和碳 α-Fe针叶状 Fe3C细片状 针叶状
B下 =碳过饱和 α-Fe针叶状 + Fe3C细片状
贝氏体转变为只有C半扩散相变
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下贝氏体组织金相图
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三) 转变产物的组织与性能