1、 金属热处理 物流工程 纪维江 201012060104【摘要】金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。热处理 固态下，通过加热、保温、冷却、改变组织得到所需性能的工艺方
2、法。特点：在固态下，只改变工件的组织，不改变形状和尺寸。目的：改善材料的使用、工艺性能。基本过程：加热 保温 冷却分类：1、普通热处理退火、正火、淬火、回火2、表面热处理表面淬火、化学热处理 钢在加热时的组织转变一、奥氏体的形成加热工序的目的：得到奥氏体F + Fe3C A结构 体心 复杂 面心含碳量 0.0218 6.69 0.77共析钢奥氏体形成过程：（1）A 形核 （在 F / Fe 3C 相界面上形核）（2）A 晶核长大 （F A 晶格重构，Fe 3C 溶解，C A 中扩散）（3）残余 Fe3C 溶解（4）奥氏体均匀化保温工序的目的：得到成分均匀的奥氏体，消除内应力，促进扩散。对亚共析
3、钢： P + F A + F A对过共析钢： P + Fe 3C A + Fe 3C A钢在冷却时的组织转变1、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线（C 曲线或 TTT 线）的建立过冷奥氏体：在 A1线以下，未发生转变的不稳定奥氏体。孕育期 表示过冷 A 的稳定程度四个区域奥氏体稳定区、过冷奥氏体区、转变产物区、转变区三种转变类型：高温转变（A 1550 ）： A P 中温转变（550M S）： A B 低温转变（M S Mf）： A M 二、过冷奥氏体连续冷却转变1、共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线（CCT 线）特点：K珠光体型转变中途停止线，只有 AP，AM ，无贝氏体转变，临界冷却速度 Vk获得
4、全部马氏体的最小冷却速度。2、C 曲线在连续冷却转变中的应用共析钢 C 曲线在连续冷却转变中的应用：V1(炉冷)：AP （170220HBS）V2(空冷)：AS （2535HRc）V3(油冷)：AT+M+A （4555HRc ）Vk：临界冷却速度V4(水冷)：AM+A （ 5565HRc）3、马氏体转变A M（F 过 ）- Fe - Fe 马氏体晶格结构：体心正方（比容随 C%的增加而增加，易变形，开裂） 。 马氏体组成：碳在 - Fe 中的过饱和固溶体。 形成特点： 在固态下形核、长大，是非扩散型相变。 （属切变型转变） 。转变不完全（在 C 0.5%的钢中总有残余 A） 。形态：板条 M
5、低碳 M（C1.0%) 立体形态：双凸透镜0.21.0%C 之间的钢得到混合 M低碳 M 高碳 M马氏体性能：马氏体的硬度主要取决于马氏体的含碳量（即母相奥氏体的含碳量） ，塑性和韧性低碳 M 的塑性韧性好，高碳 M 塑性韧性差。马氏体性能低碳 M（板条 M） 强而韧高碳 M（片状 M） 硬而脆钢的热处理工艺一、钢的退火典型零件的制造过程：铸/锻 预备热处理 粗加工 最终热处理 精加工预备热处理目的：消除前道工序的缺陷，为后续工序作组织准备。最终热处理目的：满足使用性能要求。退火定义：加热、保温、慢冷（炉冷） ，得到近似的平衡组织退火的目的：软化、稳定化、细化、均匀化二、钢的正火正火 加热到
6、Ac3(Accm)+3050，保温后空冷退火强调软化，正火强调高效率。正火的应用：（1）细化晶粒，提高性能；（2）提高低碳钢和低合金钢硬度，改善切削加工性；（3）打破网状渗碳体（以便球化退火，提高球化效果）三、钢的淬火淬火 加热、保温、快冷，得马氏体组织，提高硬度和耐磨性。目的：得到马氏体组织（贝氏体） ，提高硬度和耐磨性分析：45 钢分别在 700，750，840加热淬火后的硬度高低T12 钢分别在 700，750，900加热淬火后的硬度高低四、钢的回火回火 淬火后在 A1 线以下加热、保温、冷却的工艺目的：消除内应力，降低脆性，稳定组织和尺寸，获得所需性能。五、钢的表面淬火表面淬火 通过快速加热，使工件表层进行淬火的工艺。六、钢的化学热处理目的：强化表面表面 HRC，耐磨性，-1，心部塑韧，保护表面表面抗蚀性，耐热性。基本过程：分解 吸收 扩散常用方法：渗碳、渗氮、碳氮共渗【参考文献】 钢的热处理 第五章
