第五章钢的热处理及表面处理技术本章重点：第一节概述例：T8,在780℃保温，一个水冷62HRC,另一个炉冷200HB≈15HRC。水冷马氏体，炉冷珠光体。第二节钢在加热时的组织转变一、转变温度二、奥氏体的形成过程（以共析钢为例）三、奥氏体晶粒的长大及影响因素1.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℃以下,随温度升高,晶粒长大的程度。四、加热时常见的缺陷第三节钢在冷却时的组织转变一、共析钢过冷奥氏体等温冷却转变2024/10/404.过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能2024/10/4P型组织——F+层片状Fe3C表1过冷奥氏体高温转变产物的形成温度和性能2）贝氏体转变光学显微照片1300×下贝氏体形成温度较低，铁素体针细小、无方向性，且碳化物分布均匀，弥散度大，故下贝氏体有良好的强度和韧性配合，是一种有应用价值的组织3）马氏体转变马氏体(Ｍ)：C在α－Fe中的过饱和固溶体。转变特点马氏体的组织类型马氏体性能Fe-1.8C，冷至-60℃1)无扩散Fe和C原子都不进行扩散，M是C过饱和的体心立方的F体，固溶强化显著。2)降温形成M的形成速度很快，只有温度↓才发生转变3)瞬时性M的形成速度很快，温度↓则转变量迅速↑4)转变不彻底M转变总要残留少量A，称为残余A体，记为AR；过冷A中的C%↑则Ms、Mf↓，AR含量↑A体的C的质量分数对M体转变温度的影响2024/10/4当奥氏体含碳量小于0.25％时得到全部板条马氏体组织，呈扁担状，亚结构以位错为主，有较高的强度和韧性，具有良好的综合机械性能。马氏体的组织类型C%↑→M硬度↑，片状M硬度高，塑韧性差。板条M强度高，塑韧性较好二、共析钢过冷奥氏体的连续冷却转变亚共析钢连续冷却转变第四节钢的热处理一、钢的退火与正火降低或提高硬度，便于进行切削加工指出下列钢件进行正火的主要目的和正火后的组织(1)20钢齿轮；(2)综合力学性能要求不高的45钢小轴(3)T12钢手工锉刀毛坯。二、钢的淬火（一）钢的淬透性与淬硬性的概念淬硬性与淬透性之间的关系:2024/10/4淬火方法（二）影响淬透性(C曲线)的因素（P114）3.加热温度和保温时间T↑和t↑，则Ｃ曲线→，钢的淬透性↑三、钢的淬透性（三）淬透性的测定2024/10/42024/10/4四、钢的回火（P127）3．淬火钢在回火时的组织转变（1）马氏体分解(100～200℃)这一阶段转变完成后,钢的组织由有一定过饱和度的Ｆ体固溶体和与其有共格关系的ε碳化物所组成，这种组织称为回火马氏体（M回）。如图a所示。A残M回（3）马氏体分解完成和碳化物的转变（300～400℃）这一阶段转变完成后,钢的组织由饱和的针状F体和极细小粒状的渗碳体组成，这种组织称为回火托氏体（T回），如图b所示。回火托氏体2024/10/4（4）F体的回复、再结晶和碳化物的聚集长大（＞400℃）这一阶段转变完成后,钢的组织由等轴的F体和细小的粒状渗碳体组成，称为回火索氏体（S回），如图c所示。2024/10/42024/10/44、淬火钢在回火时的性能变化碳钢的硬度与回火温度的关系钢的冲击韧度与回火温度的关系2024/10/45．回火种类、组织、性能及应用（2）中温回火(350～500℃)组织：T回性能特点：内应力基本消除，具有极高的弹性极限和良好的韧性。应用：要求弹性极好的弹簧零件、发条及热锻模具，35～45HRC（3）高温回火(500～650℃)调质处理：淬火与高温回火相结合的工艺组织：S回性能特点：内应力基本消除，强度和硬度降低，塑性和韧性提高，具有较高的综合力学性能，25～35HRC应用：要求综合力学性能好的中碳结构钢和低合金结构钢制造的各种重要的结构零件，特别是在交变载荷下工作的连杆、螺栓以及轴类等。6.自身淬火回火法7.回火脆性例题锉刀要求硬度为60～63HRC，通常采用T12钢制造，试制订正确的热处理工艺，并注明工艺名称、加热温度、冷却方式以及热处理各阶段所获得的组织。（Ac1=730℃,Accm=830℃）热处理工艺如下：1.预备热处理：球化退火加热温度：750～770℃冷却方式：炉冷至550℃以下出炉空冷组织：球状P体+球状Fe3C第七、八节钢的表面热处理二、钢的化学热处理化学热处理是将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使介质中的一种或几种元素原子渗入工件表面，以改变钢件表层化学成分和组织，进而达到改进表面性能，满足技术要求的热处理工艺。1．钢的渗碳将钢件放入渗碳的介质中加热并保温，使活性碳原子渗入钢的表层的工艺称为渗碳。目的：通过渗碳及随后的淬火和低温回火，使表面具