第五章 钢的热处理
第一节 钢在加热时的转变 第二节 过冷奥氏体转变曲线 第三节 钢的普通热处理 第四节 钢的表面淬火与化学热处理
精选.
1
基本的热处理工艺
温度/℃
实际的热处理工艺曲线 W18Cr4V钢热处理工艺曲线
预备热处理
精选.
最终热处理
时间2
第一节 钢在加热时的转变
一、临界温度与实际转变温度
精选.
弹簧热处理
广泛用于各种结构件如轴、 齿轮等热处理。也可作为 要求较高精密件、量具等 预备热处理。
淬火加高温回火的热处理称为调质处理，简称调质。
精选.
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弹 簧 热 处 理
精选.
44
五、钢的淬透性 淬透性的测定
精选.
45
淬透性的表示方法 （1）用淬透性曲线表示
精选.
46
（2）用临界淬透直径表示
（2）残余奥氏体分解
回火马氏体
精选.
38
（3）碳化物转变
回火托氏体
精选.
39
（4）渗碳体颗粒长大并形成球状
电镜下
回 火 索 氏 体
光镜下
精选.
40
2. 回火时性能的变化
40钢力学性能与回火温度的关系
淬火钢硬度随回火温度的变化
精选.
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3. 回火脆性
精选.
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4. 回火的种类及应用
低温回火 中温回火
（共析和过共析钢）
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2. 淬火介质
Ms Mf
理想淬火曲线示意图
精选.
34
3. 淬火方法
1—单液淬火法 2—双液淬火法 3—分级淬火法 4—等温淬火法
各种淬火方法示意图
精选.
35
淬 火 方 法
精选.
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四、钢的回火
1. 回火时组织的变化
（1）马氏体的分解阶段
透射电镜下的回火马氏体形貌
精选.
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奥
转变终了线
氏
B
体
A→B
转变开始线
MS
A→M
温转变特点
Mf
M 时间
精选.
9
2. 过冷奥氏体等温转变过程及产物
（1） 珠光体转变―高温转变
珠光体的组织为铁素体 与渗碳体片层相间的机 械混合物，根据片层间 距细分为三类。
珠光体
托精氏选体.
索氏体 10
珠光体形成过程
Fe3温回火
回火温度 150-250℃ 350-500℃
500-650℃
回火组织
M回
T回
S回
回火目的
在高耐保磨留性高的硬同度时、，提 同高 时使e工及件s具， 降低内应力。 有一定韧性 。
获得良好的综合力学性能， 即在保持较高的强度同时， 具有良好的塑性和韧性。
应用
适用于各种高碳 钢、渗碳件及表
适用于
面淬火件。
正
淬火
火
正火
的
目
球化退火
的
50钢正火组织 合适切削加工硬度范围
C,%
热处理与硬度关系
正火的组织
精选.
31
T12钢正火组织
正 火
精选.
32
三、钢的淬火
1. 碳钢
Ac3+30~50℃
（亚共析钢）
Ac1+30~50℃
（共析和过共析钢）
精选.
碳钢的淬火温度
合金钢
Ac3+50~100℃
（亚共析钢）
Ac1+50~100℃
马氏体组织
板条状
片状
精选.
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马氏体的形态与含碳量的关系
板条马氏体量
马氏体形态与含碳量的关系
C，%
体积，%
0.2%C
精选.
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0.45%C
1..2%C
马 氏 体 转 变 观 察
精选.
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马氏体转变的特点 （1）无扩散性 （2）共格切变性
马氏体转变 切变示意图
精选.
马氏体转变产生的表面浮 凸
20
3
二、共析钢的奥氏体形成过程
精选.
4
共析钢奥氏体化过程
精选.
5
• 亚共析钢和过共析钢的奥氏体 化过程与共析钢基本相同。但 由于先共析 或二次Fe3C的存 在, 要获得全部奥氏体组织, 必 须相应加热到Ac3或 Accm以上.
精选.
6
三、奥氏体晶粒大小及影响因素
起始晶粒度 实际晶粒度 本质晶粒度
亚共析钢CCT曲线
共析精钢选C.CT曲线
过共析钢CCT曲线
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1. 共析钢的CCT曲线
共析温度
连续冷却转 变曲线
完全退火 正火
油淬
等温转 变曲线
水淬
200
100
Vk’ Vk
M+A’
M+T+A’
S
P
共析钢的CCT图
精时选间. /s
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水油 冷冷
炉冷 空冷
P S
M+A’
T+M+A’
用TTT曲线定性的说组精明织选共转. 析变钢连续冷却时
12
珠 光 体 转 变 过 程 观 察
精选.
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（2）贝氏体转变―中温转变 光学显微镜贝氏体的形貌
上贝氏体
下贝氏体
上贝氏体呈羽毛状，下贝氏体呈竹叶状
上贝氏体强度和塑性都低，无实用价值
精选.
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上贝氏体转变过程 下贝氏体转变
精选.
15
上 贝 氏 体 转 变 过 程 观 察
精选.
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（3）马氏体转变―低温转变
本质粗晶粒钢
加热温度
本质细晶粒钢 930~950℃
保温时间
Ac1
温度，℃
化精选学. 成分
奥氏体晶粒大小
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第二节 过冷奥氏体转变曲线
一、过冷奥氏体等温转变曲线
1. 曲 线 的 测 定
精选.
8
等温转变曲线分析
温 度
A1
A
（1）各条线的含义
过 冷
A→P
P
（2）各区域组织 （3）孕育期 （4）过冷奥氏体等
（3）无孕育期及变温转变 （4）转变不完全
Ms
M(50%) M(90%)
Mf
’
精选.
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3. 影响C曲线的因素
（1）含碳量对C曲线的影响
精选.
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（2）合金元素对 C曲线的影响
（3）奥氏体化条 件对C曲线的 影响
精选.
23
Cr对C曲线的影响
二、过冷奥氏体连续冷却转变曲线
又称CCT曲线，是通过测定不同冷速下过冷 奥氏体的转变量获得的。
26
精选.
27
细A
均匀A
A1
650℃ 600℃ 550℃
淬火 (油冷)
正火 (空冷)
退火 (炉冷)
淬火 (水冷)
MS
P
Mf
M+A’ T+M+A’
精选.
P S
时28间
45钢850℃油冷组织
M+T
精选.
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第三节 钢的普通热处理
一、钢的退火
精选.
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正火温度
二、钢的正火
正火的温度范围
硬度HV HRC
感应加热
表面淬火
精选.
示意图
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高 频 感 应 加 热 表 面 淬 火
精选.
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2. 火焰加热表面淬火
火焰加热表面淬火
火焰加热表面淬火示意图
精选.
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二、钢的化学热处理
1. 钢的渗碳 （1）渗碳方法
气体渗精碳选. 法示意图
真空渗52碳炉
（2）渗碳后的热处理 淬火+低温回火，回火温度为160-180℃.淬火 方法： ① 直接淬火 ② 一次淬火 ③ 二次淬火
临界淬透直径是指圆形钢棒在介质中冷却，中心被 淬成半马氏体的最大直径，用D0表示。
马氏体 马氏体 索氏体
精选.
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淬透性的应用 预 测 硬 度 分 布
精选.
进 行 选 材
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第四节 钢的表面淬火与化学热处理
一、表面淬火
1. 感应加热表面淬火 利用交流电流在工件表面感 应巨大涡流，使工件表面迅 速加热的方法。