1、铁合金分类：工业纯铁：C0.0218C钢：0.02180.77 PC 、共晶白口铁分类：共晶白口铁：4.3C Ld亚共晶白口铁：C4.3C LdC纯铁同素异构转变： -Fe-Fe-Fe1538 1394 912,第一部分：铁碳相图,2019/4/23,2,g,a,b,d,c,a,a,f,e,第一部分：铁碳相图,2019/4/23,3,1、点（特性点）：A 1538 100Fe的熔点； D 1227 100Fe3C的熔点；G 912 100Fe的同素异晶转变点（重结晶温度点）；C 1148 4.3C 共晶点LLd（AC） 共晶反应；E 1148 2.11C 碳在-Fe中的最大固溶量；S 727
2、0.77C 碳在-Fe中的最小固溶量，共析点AP 共析反应。 2、线（特性线）：AC线：液相线 开始结晶出奥氏体：LLA。AE线：固相线 奥氏体结晶终了线：LAA。ECF线：共晶线；共晶反应 LLd。PSK线A1线：共析线；共析反应 AP（FC）共晶体。GS线A3线：从奥氏体中开始析出铁素体线。ES线Acm线：从奥氏体中开始析出渗碳体线（碳在奥氏体中的固溶线）。PQ线碳在铁素体中的溶解度曲线。,第一部分：铁碳相图,2019/4/23,4,a、 L L+A A P(F+Fe3C)b、 L L+A A A+F P+Fc、L L+A A A+ Fe3C P+ Fe3C,第一部分：铁碳相图,2019/
3、4/23,5,d、共晶白口铸铁e、亚共晶白口铸铁f、过共晶白口铸铁,第一部分：铁碳相图,2019/4/23,6,第二部分：热处理工艺,钢的热处理工艺可以分为：1、退火2、正火3、淬火4、回火,2019/4/23,7,一、退火 是将工件加热到一定温度(根据退火类型而定)保温一定时间，然后缓慢冷却(炉冷或坑冷)下来，获得接近平衡组织的一种 热处理工艺方法。二、退火的目的 降低钢件硬度，便于叨削加工； 消除残余应力，防止变形和开裂； 消除缺陷，改善组织，细化晶粒，提高钢的机械性能； 消除前一道工序(铸造、锻造、冷加工等)所产生的内应力，为下道工序最终热处理(淬火回火)做好组织准备； 消除冷作硬化，提
4、高塑性以利于继续冷加工； 改善或消除毛坯在铸、锻、焊时所造成的成分或组织不均匀，以提高其工艺性能和使用性能。,第二部分：热处理工艺,2019/4/23,8,三、退火类别 1、完全退火 完全退火是将亚共析钢加热到Ac3以上3050，保温一定时间使之完全奥氏体化，然后缓慢冷却，大部分钢的完全退火加热温度都在780880 。这种退火主要适用于亚共析钢的铸、锻件。 完全退火目的是：消除组织应力、组织缺陷、过热缺陷；改善组织，细化晶粒；降低硬度，便于机加工；提高塑性、韧性。 2、不完全退火 是将钢加热到AclAc3（亚共析钢）或AclAccm（过共析钢），并在此温度停留一定时间，然后缓慢冷却。在不完全退
5、火时。 不完全退火主要应用于过共析钢。在进行不完全退火时，加热于AclAcm之间，这时保留了一部分未溶二次渗碳体，这些片状的二次渗碳体在长期保温过程中，会自发球化，保温后缓慢冷却，新的渗碳体析出时，就已经球化了的渗碳体为晶核，使珠光体中的,第二部分：热处理工艺,2019/4/23,9,（3）球化退火 一般采用随炉加热至Ac1以上2030，保持一定的时间，使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。目的是降低硬度、均匀组织、改善切削加工性能，并为淬火组织做准备。 （4）扩散退火 将工件加热至Ac3或Accm以上150300，进行较长时间保温，以使成分与
6、组织均匀化。扩散退火因加热温度高，保温时间长，故退火后晶粒粗大，因此,扩散退火后一般还应进行完全退火或正火处理，以细化晶粒，提高力学性能。 扩散退火主要用于铸钢件化学成分和组织的不均匀性。 （5）再结晶退火 将工件加热至最低结晶温度以上100200，并以适当保温使金属发生再结晶。由于再结晶温度低于相变温度，在冷却过程中不会再发生组织转变，所以冷却速度可以比一般退火快些。 再结晶的目的是消除加工硬化。 再结晶退火主要用于经冷变形而产生加工硬化的材料或零件。 （6）消除内应力退火 将工件加热至低于Ac1的某一温度（一般500650），保温足够时间后，缓慢冷却。主要用于消除铸件、锻件、焊接件及冷变形
7、的零件的内应力，降低温度，稳定尺寸，减少和防止使用过程中变形，但不改变零件的内部组织。,第二部分：热处理工艺,2019/4/23,10,正火：是指将合金加热到临界点Ac3（或Acm）以上适当温度，并保持一定时间，然后在空气中冷却的工艺方法。主要应用范围： （1）用于低碳钢和低碳合金钢，锻件或型材经正火后，可提高硬度（140190HBS），从而改善切削加工性能。 （2）用于中碳钢制造一般重要的零件，可作为最终热处理。主要目的的是细化晶粒，提高力学性能。 （3）用于过共析钢，可抑制或消除二次渗碳体网的形成，有利于球化退火的进行。 正火与退火相比，操作简便，生产周期短，能源消耗少，力学性能高。因此，
8、在可能的条件下，应优先采用正火处理。,第二部分：热处理工艺,第二部分：热处理工艺,3、淬火 操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。 目的：淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。 应用要点：1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲击韧度，故要进行回火以得到较好的综合力学性能。,2019/4/23,12,4、回火 操作方法：将淬火后的钢件重新加
9、热到Ac1以下某一温度，经保温后，于空气或油、热水、水中冷却。目的：1.降低或消除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂；2.调整硬度，提高塑性和韧性，获得工作所要求的力学性能；3.稳定工件尺寸。 a、低温回火（150250 ）组织：回火M 极细碳化物 + 过饱和相目的：降低内应力，降低脆性，保持高硬度和耐磨性 5864 HRC适用：工具、量具、模具、滚动轴承、渗碳件、表面淬火件。 b、中温回火（350500 ）组织：回火T 针状 F + 极细 Fe3C目的：获得较高弹性 和韧性 3050 HRC 适用：弹簧。,第二部分：热处理工艺,2019/4/23,13,c、高温回火（500650 ）组织：
10、回火S 块状 F + 粒状 Fe3C目的：获得良好的综合机械性能 2535 HRC 适用：轴，齿轮，螺栓等重要结构件 中碳钢。 淬火加高温回火称为调质，其操作方法：将钢件进行淬火，然后在较高回火下进行回火。目的：1.改善切削加工性能，提高加工表面光洁程度；2.减小淬火时的变形和开裂；3.获得良好的综合力学性能。 应用要点：1.适用于淬透性较高的合金结构钢、合金工具钢和高速钢；2. 不仅可以作为各种较为重要结构的最后热处理，而且还可以作为某些紧密零件，如丝杠等的预先热处理，以减小变形。,第二部分：热处理工艺,2019/4/23,14,回火脆性：淬火钢在回火时，随着回火温度的升高，硬度降低，韧性升
11、高，但是在许多钢的回火温度与冲击韧性的关系曲线中出现了低谷。 第一类回火脆性又称不可逆回火脆性，低温回火脆性，主要发生在回火温度为 250400时。特征：（1）具有不可逆行性；（2）与回火后的冷却速度无关；（3）端口为沿晶脆性断裂。防治方法：无法消除，不再这个温度内回火，没有能够以主产省这种回火脆性的合金元素。可以通过以下方法减弱此类回火脆性的影响：（a）降低钢种杂质元素的含量；（b）用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素细化奥氏体晶粒；（c）加入Mo、W的可以减轻；（d）加入Cr、Si调整温度范围（推向高温）； （e）采用等温淬火代替淬火回火工艺。,第二部分：热处理工艺,2019/4/23
12、,15,第二类回火脆性，又称可逆回火脆性，发生温度在400650。特征：（1）具有可逆性；（2）与回火后的冷却速度有关回火保温后，缓冷出现，快冷不 出现，出现脆化后可重新加热后快冷消除；（3）与组织状态无关，但以马氏体催化倾向大 ；（4）在催化区内回火，回火后与冷去速度无关；（5）断口为沿晶脆性断裂。防治方法：（1）提高刚才的纯度，尽量减少杂质；（2）加入适量的Mo、W等由于的合金元素；（3）对尺寸小、形状简单的零件，采用回火后快冷的方法；（4）采用亚温淬火，细化晶粒，较少骗聚；（5）采用高温热变形处理，使晶粒超细化，晶界面积增大，降低杂质元素的骗局浓度。,第二部分：热处理工艺,2019/4/23,16,2019/4/23,17,2019/4/23,18,2019/4/23,19,
