热处理原理及工艺0绪 论

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,热处理原理及工艺,李学伟,Tel:13104517877,E-mail:,HEILONGJIANG INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY,School of Material Sci.&Eng.,教材与学时安排,参考教材:,1,金属热处理原理与工艺,主编：王顺兴,哈尔滨工业大学出版社,2,金属学与热处理,主编 崔忠圻,机械工业出版社,3,金属固态相变原理,主编：徐洲 赵连城,科学出版社,4,热处理原理,主编：刘云旭,机械工业出版社,理论授课学时:,40,学时,实 验 学 时:,专业综合实验课,学时,考核方式,闭卷考试，满分,100,分。,平时成绩占,40,（包括上课出勤、作业情 况、课堂提问回答情况等）,卷面成绩占,60,。,最后统一核定本门课程的成绩。,绪论,热处理的基本知识,为什么要热处理？,什么是热处理？,怎样进行热处理？,课程简介,课程性质、任务及其在近代工业中的地位,金属热处理发展概况,课程的内容及学习要求,课程安排,为什么要热处理？,材料,成型,及控制工程,金属材料,合金,铁碳合金,碳钢,铁碳相图,成分、结构、组织和性能,热加工,冷加工,铸造 锻压 焊接,切削加工,内,应,力,热处理,铸,造,应,力,加,工,硬,化,缺,陷,组,织,焊,接,应,力,过,热,组,织,热处理,（预备）,（预备）,热处理,（最终）,成,分,偏,析,什么是热处理？怎样进行热处理？,钢,钢的热处理原理,钢的热处理工艺,钢的热处理原理及热处理工艺,一、,钢,1,、定义,2、分类,亚共析钢：,共 析 钢:,过共析钢:,0.0218%,W,c,0.77%,W,c,=0.77%,0.77%,W,c,2.11%,含碳量位于,0.02182.11%,之间的铁碳合金。,3、铁碳相图,A,N,H,J,B,E,C,F,D,G,Q,P,S,K,L,L+,+,L+,L+Fe,3,C,+,+Fe,3,C,+Fe,3,C,+P,P,+Fe,3,C,P+Fe,3,C,L,d,L,d,+Fe,3,C,+L,d,P+Fe,3,C,+L,d,Fe,3,C,+L,d,Fe,3,C,+L,d,二、钢的热处理原理,P,+P,P+Fe,3,C,+,+Fe,3,C,平衡条件：极缓慢的冷却条件,以共析钢为例：,a,、,缓慢冷却条件下,b,、,较快冷却速度下,组织产物：珠光体,P,组织产物：贝氏体,B,B=,过饱和,+,Fe,3,C,c,、,极快冷却速度下,组织产物：马氏体,M,碳在,-Fe,中形成的,过饱和的间隙固溶体。,M=,。,热处理原理：钢中组织转变的,规律。,1、热处理定义,将钢在固态下,加热,到预定的温度，,保温,一定时间，然后以预定的方式,冷却,到室温的一种热加工工艺。,其工艺曲线如下图：,加热,保温,O,t,/,时间,/,h,连续冷却,等温冷却,A,1,或,A,3,什么是热处理？,2,、热处理原理,加热转变,珠光体转变,贝氏体转变,马氏体转变,回火转变,加热：,冷却：,加热,保温,O,t,/,时间,/,h,连续冷却,等温冷却,A,1,或,A,3,钢的奥氏体化,3,、,热处理的作用,通过热处理,改变钢的内部组织结构,，从而,改善其工艺性能,和,使用性能,。,可以强化金属材料，充分挖掘材料性能潜力，降低结构,重量，节省材料和能源，而且能够提高机械产品质量，,大幅度延长机械零件的使用寿命。,可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷，细,化晶粒、消除偏析，降低内应力，使钢的组织和性能更,加均匀。,是机械零件加工工艺过程的重要工序。,通过热处理可使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物,理化学性能。,为什么要热处理？,三、钢的热处理工艺,1、,定义：,根据热处理原理制定的具体的,加热温度,、,保温时间,、,冷却方 式,等参数就是热处理工艺。,2、,分类,普通热处理,退火、正火,淬火、回火,（预备热处理）,（最终热处理),表面热处理,表面淬火,化学热处理,特殊热处理,形变热处理、磁场热处理等,加热、冷却方式及其组织和性能的不同,怎样进行热处理？,课程的内容,第一篇 钢的热处理原理,第一章 钢在加热时的转变,第二章 钢的过冷奥氏体转变图,第三章 珠光体转变,第四章 马氏体转变,第五章 贝氏体转变,第六章 钢的回火转变,第七章 合金的时效,第二篇 钢的热处理工艺,第八章 钢的普通热处理,第九章 钢的表面热处理,四、钢的临界温度,t/,W(c)/%,G,A,1,A,3,A,c3,A,r3,A,cm,A,ccm,A,rcm,A,c1,A,r1,E,S,A,1,、A,3,、,A,cm,平衡临界温度,A,c1,：,P,开始温度,A,r1,:P,开始温度,A,c3,：,终了温度,A,r3,:,开始温度,A,ccm,：,Fe,3,C,终了温度,A,rcm,:Fe,3,C,开始温度,加热时,冷却时：,1,、课程的性质,金属材料工程及其相关专业的一门重要的专业主干课。,先行课程：材料物理化学、材料科学基础,后续课程：材料力学性能、材料物理性能、现代分析测试技术、金属材料学等,2,、课程任务,为深入研究金属成分,组织,性能之间的关系提出手段、方法和设备，综合应用专业课知识和实验技术，解决材料热处理研究和生产中的实际问题。,课程性质、任务,金属热处理发展概况,金属热处理的发展大致经历了三个阶段：,民间技艺阶段,据“重广会史”记载，我国战国时期即出现淬火技术。,西安出土的兵马俑武士佩戴的佩剑，出土后仍保持光,亮。,西汉出现淬火处理的钢剑，经金相检验为马氏体组,织。,实验技术科学阶段,十九世纪后期，人们在发展钢经过加热和冷却时，在其内部发生组织变化。马氏体相变研究迅速发展。,理论科学阶段,马氏体相变热力学、动力学、力学行为、成核和长大,模型等,奥氏体形成、珠光体转变、贝氏体转变、回火转变等,热处理工艺的发展,随着新能源、新技术的开发，热处理工艺发展为复合工艺：如激光热处理、感应表面淬火等；,随着计算机、自动控制技术的发展，制造出了由计算机辅助热处理生产的设备，如真空热处理设备；,生产工艺的发展、生产设备的改进，现代工业制造出了更高性能的零件。,课程的学习要求,热处理原理方面,培养学生在材料组织与性能之间建立相关概念；,能够借助显微镜等手段识别金属材料所具有的各种不平衡组织，并判断其性能；,掌握为制定和改进金属材料热处理工艺，发展新工艺及研制新材料所必须的基础理论和知识。,热处理工艺方面,要抓住热处理工艺的普遍规律；,要抓住每一种热处理工艺的特殊规律、特点；,注意实现某种热处理工艺的技术问题；,要注意与其他加工工艺之间的关系。,