金属热处理原理与工艺课件

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,*,*,*,金属热处理原理和工艺1-5章复习课,材料科学与工程学院,第一章 金属热处理概述,材 料 的 性 能,使用性能,工艺性能,焊接性,力学性能,物理性能,化学性能,铸造性,热处理工艺性,锻造性,经济性,原材料费,加工费,热处理,金属材料的强化机制,1.固溶强化,2.细晶强化,3.位错强化,4.沉淀相颗粒强化,热处理,普通（整体）热处理,表面热处理,退火,正火,淬火,回火,固溶时效,表面淬火,表面化学热处理,感应加热表面淬火,火焰加热表面淬火,激光加热表面淬火等,渗碳,渗氮,碳氮共渗,渗金属等,钢的分类方法,按化学成分分类,碳素钢按含碳量多少可分为,合金钢按合金元素的含量又可分为,合金钢按合金元素的种类可分为,合金元素在钢中的作用,非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B；弱碳化物形成元素：Mn；,强碳化物形成元素：Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr。,合金元素对加热转变的影响,合金元素对冷却转变的影响,合金元素对淬火钢回火转变的影响,碳钢分类,按钢中含碳量多少分,：,低碳钢,中碳钢,高碳钢,Wc 0.6%,固态相变的定义：,固体材料的组织、结构在温度、压力、成分改变时所发生的转变统称为固态相变。,固态相变的根本动力,：,新相与旧相的自由焓差。,固态相变的阻力,:,界面能和应变能。,第二章 金属的加热,1.热传导,2.热对流,3、热辐射,传热的基本方式,零件加热曲,线,线示意图,加热温度和,时,时间,金属在含有,氧,氧气、二氧,化,化碳、水蒸,气,气等氧化气,氛,氛中加热时,都,都会不同程,度,度的发生氧,化,化反应，使,金,金属被氧化,。,。,脱碳是指钢,件,件表层部分,碳,碳被加热气,氛,氛氧化，而,使,使表层碳质,量,量分数降低,的,的现象。脱,碳,碳也是材料,的,的氧化过程,。,。,影响钢脱,碳,碳的因素,。,。,要在热处,理,理时不发,生,生氧化脱,碳,碳，可采,取,取的措施,第三章,合,合金的时,效,效,定义：,1.固,溶,溶处理,2.析,出,出,3.时,效,效,4.时,效,效硬化,5.时,效,效合金,Al-Cu合金的,析,析出过程,为,为：,相,相（Al,基,基过饱和,固,固溶体）,、,、G.P.区、,相、,相、,相,相（平衡,相,相CuAl,2,)。,析出的类,型,型：局部,析,析出、连,续,续析出、,不,不连续析,出,出。,连续析出,与,与不连续,析,析出的区,别,别,（1）基,体,体浓度变,化,化，连续,与,与不连续,；,；,（2）析,出,出过程有,无,无再结晶,；,；,（3）析,出,出物分散,于,于晶粒内,，,，较均匀,。,。析出物,集,集中在晶,界,界逐步向,晶,晶内发展,；,；,（4）扩,散,散性质，,长,长程扩散,，,，短程扩,散,散；,（5,）,）,析,析,出,出,物,物,组,组,织,织,形,形,态,态,不,不,同,同,。,。,影,响,响,析,析,出,出,过,过,程,程,的,的,因,因,素,素,：,：,溶,质,质,浓,浓,度,度,的,的,影,影,响,响,微,量,量,元,元,素,素,的,的,影,影,响,响,固,溶,溶,处,处,理,理,工,工,艺,艺,的,的,影,影,响,响,固,溶,溶,处,处,理,理,后,后,时,时,效,效,处,处,理,理,前,前,的,的,冷,冷,加,加,工,工,变,变,形,形,时效处理的,温,温度与持续,时,时间,第四章 钢,中,中奥氏体的,形,形成,钢在加热过,程,程中，由加,热,热前的组织,转,转变为奥,氏体被称为,钢,钢的加热转,变,变或奥氏体,化,化过程。,奥氏体的结,构,构,奥氏体是碳,溶,溶于-Fe所形成的,固,固溶体。在,合,合金钢中，,除,除了碳原子,外,外，溶于-Fe中的,还,还有合金元,素,素原子。,奥氏体的组,织,织,在一般的情,况,况下奥氏体,的,的组织是由,多,多边形的等,轴,轴晶粒所组,成,成，在晶粒,内,内部有时可,以,以看到相变,孪,孪晶。,奥氏体的性,能,能,平衡 转,变,变温度：,A,1,、A,3,、A,cm,实际加热时,转,转变温度：,Ac,1,、Ac,3,、Ac,cm,实际冷却时,转,转变温度：,Ar,1,、Ar,3,、Ar,cm,钢的临界转,变,变温度,共析钢从珠,光,光体向奥氏,体,体转变的转,变,变方程：,碳含量C%0.02186.690.77,晶格类型,体,体,心,心立方,复,复杂斜,方,方,面,面心立方,Ac,1,P（Fe,3,C）,A,s,（,）,A形核,A晶核,长大,剩余,Fe,3,C溶解,A,均匀化,A形成包括,四,四个阶段,：,未溶Fe,3,C,未溶Fe,3,C,奥氏体形成,动,动力学可分,为,为等温形成,动,动力学和连,续,续加热形成,动,动力学。,奥氏体等温,形,形成动力学,等温形成动,力,力学即在一,定,定温度下的,转,转变量和转,变,变时间的关,系,系（即在一,定,定温度下的,转,转变速度）,。,。,奥氏体等温,形,形成动力学,的,的分析,（1）奥氏,体,体的形核率,（2）奥氏,体,体晶体的长,大,大速度G,影响奥氏体,形,形成速度的,因,因素,（1）温度,（2）碳含,量,量,（3）原始,组,组织的影响,（4）合金,元,元素的影响,连续加热时,奥,奥氏体的形,成,成,实验表明连,续,续加热时奥,氏,氏体形成的,基,基本过程和,等,等温转变相,似,似，也是由,奥,奥氏体的形,核,核、长大、,残,残留碳化物,溶,溶解和奥氏,体,体成分均匀,化,化四个阶段,组,组成。,奥氏体晶粒,度,度,晶粒度：是,表,表示晶粒大,小,小的一种尺,度,度。,1、起始晶,粒,粒度：,2、实际晶,粒,粒度：,3、本质晶,粒,粒度：,影响奥氏体,晶,晶粒度的因,素,素,1、加热温,度,度和保温时,间,间,2、加热速,度,度,3、钢的含,碳,碳量的影响,4、脱氧剂,及,及合金元素,第五章 过,冷,冷奥氏体转,变,变动力学,冷却条件,平衡冷却,非平衡冷却,等温冷却,恒速冷却,变速冷却,共析碳钢TTT 曲,线,线,稳定的奥氏,体,体区,过冷奥氏体,区,区,A向产,物转变开始,线,线,A向产物,转变终止线,A,+,产,物,区,产物区,A,1,550,;高温转变,区,区;,扩散型转变;P 转,变,变区。,550230,;中温转变,区;半扩,散,散型转变;,贝氏体(B)转,变,变区;,230-50,;低温转,变区;非,扩,扩散型转变;,马氏体(M),转,转变区。,时间(s),300,10,2,10,3,10,4,10,1,0,800,-100,100,200,500,600,700,温度,(),0,400,A,1,Ms,M,f,奥氏体等温,转,转变图的特,点,点：,1、过冷奥,氏,氏体在不同,温,温度等温分,解,解都有一个,孕,孕育期。,2、在不同,温,温度下等温,具,具有不同的,转,转变产物。,影响奥氏体,等,等温转变图,的,的因素,1、化学成,分,分,（1）碳含,量,量的影响,（2）合金,元,元素的影响,2、奥氏体,晶,晶粒尺寸的,影,影响,3、原始组,织,织、加热温,度,度和保温时,间,间的影响,4、塑性变,形,形的影响,共析碳钢的,等,等温和连续,冷,冷却转变图,的,的比较,9,、静夜四无,邻,邻，荒居旧,业,业贫。12月-2212月-22,Wednesday,December28,2022,10,、,雨,雨,中,中,黄,黄,叶,叶,树,树,，,，,灯,灯,下,下,白,白,头,头,人,人,。,。,。,。21:57:0621:57:0621:57,12/28/20229:57:06PM,11,、,以,以,我,我,独,独,沈,沈,久,久,，,，,愧,愧,君,君,相,相,见,见,频,频,。,。,。,。12,月,月-2221:57:0621:57,Dec-2228-Dec-22,12,、故人,江,江海别,，,，几度,隔,隔山川,。,。21:57:0621:57:0621:57,Wednesday,December 28,2022,13,、乍见翻,疑,疑梦，相,悲,悲各问年,。,。12月-2212月-2221:57:0621:57:06,December28,2022,14,、他乡生,白,白发，旧,国,国见青山,。,。28 十,二,二月 20229:57:06,下,下午21:57:0612月-22,15,、,比,比,不,不,了,了,得,得,就,就,不,不,比,比,，,，,得,得,不,不,到,到,的,的,就,就,不,不,要,要,。,。,。,。十,二,二,月,月229:57,下,下,午,午12,月,月-2221:57,December28,2022,16,、,行,行,动,动,出,出,成,成,果,果,，,，,工,工,作,作,出,出,财,财,富,富,。,。,。,。2022/12/2821:57:0721:57:07,28December2022,17,、,做,做,前,前,，,，,能,能,够,够,环,环,视,视,四,四,周,周,；,；,做,做,时,时,，,，,你,你,只,只,能,能,或,或,者,者,最,最,好,好,沿,沿,着,着,以,以,脚,脚,为,为,起,起,点,点,的,的,射,射,线,线,向,向,前,前,。,。,。,。9:57:07,下,下,午,午9:57,下,下,午,午21:57:0712,月,月-22,9,、没有失,败,败，只有,暂,暂时停止,成,成功！。12月-2212月-22,Wednesday,December28,2022,10,、,很,很,多,多,事,事,情,情,努,努,力,力,了,了,未,未,必,必,有,有,结,结,果,果,，,，,但,但,是,是,不,不,努,努,力,力,却,却,什,什,么,么,改,改,变,变,也,也,没,没,有,有,。,。,。,。21:57:0721:57:0721:57,12/28/20229:57:07PM,11,、成功就是,日,日复一日那,一,一点点小小,努,努力的积累,。,。12月-2221:57:0721:57,Dec-2228-Dec-22,12,、世,间,间成,事,事，,不,不求,其,其绝,对,对圆,满,满，,留,留一,份,份不,足,足，,可,可得,无,无限,完,完美,。,。21:57:0721:57:0721:57,Wednesday,December28,2022,13,、不知,香,香积寺,，,，数里,入,入云峰,。,。12月-2212月-2221:57:0721:57:07,December28,2022,14,、意志,坚,坚强的,人,人能把,世,世界放,在,在手中,像,像泥块,一,一样任,意,意揉捏,。,。28,十,十二月20229:57:07 下,午,午21:57:0712月-22,15,、,楚,楚,塞,塞,三,三,湘,湘,接,接,，,，,荆,荆,门,门,九,九,派,派,通,通,。,。,。,。十,二,二,月,月229:57,下,下,午,午12,月,月-2221:57,December28,2022,16,、,少,少,年,年,十,十,五,五,二,二,十,十,时,时,，,，,步,步,行,行,夺,夺,得,得,胡,胡,马,马,骑,骑,。,。,。,。2022/12/2821:57:0721:57:07,28December2022,17,、空山新雨,后,后，天气晚,来,来秋。9:57:07 下午9:57,下,下午21:57:0712月-22,9,、杨,柳,柳散,和,和风,，,，青,山,山澹,吾,吾虑,。,。12,月,月-2212,月,月-22,Wednesday,December28,2022,10,、阅,读,读一,切,切好,书,书如,同,同和,过,过去,最,最杰,出,出的,人,人谈,话,话。21:57:0721:57:0721:57,12/28/20229:57:07PM,11,、,越,越,是,是,没,没,有,有,本,本,领,领,的,的,就,就,越,越,加,加,自,自,命,命,不,不,凡,凡,。