当前课程知识点：工程材料 > 第2章金属材料组织和性能的控制 > 2.4钢的热处理 > 钢的热处理（1）
同学们好
下面我们开始学习第二章第4节
钢的热处理
这是我们这个课程的重点内容
所谓热处理
就是将固态金属的合金
在一定的介质中加热 保温和冷却
以改变材料的
整体或者表面的组织
从而获得新的性能的一种工艺
热处理可以大幅度的改善
金属材料的工艺性能和使用性能
绝大多数机械零部件
都必须要进行热处理
我们看一个例子
45号钢它的热轧钢板的硬度
为18个HRC
如果你把它加热到860℃
然后保温然后再水冷下来
它的硬度就会变成55个HRC
我们再看看T10钢
当加热到760℃保温
然后随炉缓慢冷却
在室温时
它的硬度为20个HRC
如果说你把它加热到760℃
进行水冷
这个时候在室温
它的硬度为65个HRC
从这里我们可以看出
经过不同热处理工艺的材料
它的性能是完全不同的
那么热处理以后
它的性能是怎样改变的呢
这是我们要关注的问题
我们要看看加热 冷却时
金属材料内部的
微观组织结构是怎样变化的
另外我们要看看
在工程的实际应用中
热处理工艺有哪些
那么钢加热奥氏体化以后
它的冷却方式有两种
一种叫等温处理
也就说将钢迅速冷却到
临界点以下的
某一个给定的温度
进行保温 恒温转变
我们看是这一个曲线
另外一种叫连续冷却
也就说钢以某一种速度
从高温到低温连续冷却
在临界点以下发生变温的转变
我们看这一条曲线
那我们提到钢要先进行加热
那我们看看钢在加热时的转变
一 奥氏体的形成
大多数热处理工艺
将钢要加热到
某一个临界温度以上
或者全部或者部分的奥氏体组织
这样一个过程叫奥氏体化
实际热处理的时候
加热时
它发生这样一个转变的温度
要偏高
而冷却时
它发生转变的温度要偏低
加热和冷却速度越大
它的偏差就越大
我们看看这个图
加热时
它的相应的A_1(1为下标）
A_3和A_cm线
都会往上要偏移一些
这个时候我们把它叫做
A_c1 A_c3 A_ccm
冷却时A_1 A_3 A_cm的线会往下偏移
我们看这个图
这时候我们把它称作为
A_r1 A_r3 A_rcm
钢在加热时它的组织会发生转变
共析钢它加热到A_c1以上时
珠光体将会转变成奥氏体
这样一个转变它分四个阶段进行
第一是奥氏体晶核的形成
第二奥氏体晶体的长大
第三剩余渗碳体的溶解
第四奥氏体成分的均匀化
亚共析钢它需要加热到A_c3以上
才能获得单一的奥氏体组织
过共析钢它需要加热到A_ccm以上
才能获得单一的奥氏体组织
影响奥氏体转变的因素有哪些呢
第一个是加热温度
随着加热温度的提高
奥氏体化速度会加快
第二是加热速度
加热速度越快
发生转变的温度就越高
转变所需要的时间也就越短
第三是钢中的碳含量
随着碳含量的增加
奥氏体和渗碳体的相界面会增加
转变速度会加快
第四是合金元素的影响
合金元素的影响
分为以下几个类型
第一是钴 镍等元素
会加快奥氏体化的进程
第二是铬 钼 钒
它会减缓奥氏体化的过程
第三是硅 铝 锰等
它不影响奥氏体化的过程
合金元素的扩散速度
比碳要慢得多
合金钢的热处理的
加热温度一般较高
保温时间一般较长
5 原始组织的影响
原始组织中渗碳体为片状时
奥氏体形成速度快
渗碳体间距越小
转变速度越快
形成奥氏体以后
它的晶粒怎么来衡量呢
我们用奥氏体的晶粒度
来进行衡量
钢的奥氏体的晶粒大小
可以根据标准的
晶粒度等级进行确定
1～4级为粗晶粒度
5～8级为细晶粒度
我们看这个图
上面1～4级
下面为5～8级
是在放大倍数为100倍的情况下
拍摄的图片
下面我们要介绍一个概念
就是实际晶粒度和本质晶粒度
实际晶粒度是某一具体的热处理
或加热条件下的奥氏体的晶粒度
它决定钢的性能
另外一个是本质晶粒度
本质晶粒度是将钢加热到930℃
正负10℃保温8个小时
冷却后测得的晶粒度
它反映奥氏体晶粒长大的倾向
本质细晶粒钢它的晶粒细小
本质粗晶粒钢它的晶粒粗大
2 影响奥氏体晶粒度的因素
第一个是加热温度和保温时间
加热温度越高 晶粒长大越快
保温时间越长
奥氏体晶粒也就越粗大
第二是钢的成分
奥氏体中碳含量增高
晶粒长大倾向就增大
未溶的碳化物阻碍晶粒长大
钛 钒 铌 锆 铝
都有利于得到本质细晶粒钢
碳化物 氧化物 氮化物
等弥散分布的晶界上
它能够阻碍晶粒的长大
此外锰 磷能够促进晶粒长大
-0.1中华民族对材料发展的重大贡献
-0.2材料的结合键
-0.3工程材料的分类
-习题--作业
-1.1金属材料的结构与组织
-第1章材料的结构与性能特点--1.1金属材料的结构与组织
-1.2金属材料的性能特点
-第1章材料的结构与性能特点--1.2金属材料的性能特点
-2.1纯金属的结晶
-2.1纯金属的结晶--作业
-2.2合金的结晶1
-2.2合金的结晶1--作业
-2.2合金的结晶2
-2.2合金的结晶2--作业
-2.3金属的塑性加工
-2.3金属的塑性加工--作业
-2.4钢的热处理
--钢的热处理（1）
--钢的热处理（2）
--钢的热处理（3）
--钢的热处理（4）
--钢的热处理（5）
--钢的热处理（6）
--钢的热处理（7）
-第2章金属材料组织和性能的控制--2.4钢的热处理
-2.5钢的合金化
--钢的合金化（1）
--钢的合金化（2）
--钢的合金化（3）
--钢的合金化（4）
-2.5钢的合金化--作业
-2.6表面技术
--表面技术（1）
--表面技术（2）
--表面技术（3）
--表面技术（4）
-2.6表面技术--作业
-3.1碳钢
--碳钢
-3.1碳钢--作业
-3.2合金钢
--合金钢（1）
--合金钢（2）
--合金钢（3）
--合金钢（4）
--合金钢（5）
--合金钢（6）
--合金钢（7）
-第3章金属材料--3.2合金钢
-3.3铸钢与铸铁
--铸钢与铸铁（1）
--铸钢与铸铁（2）
--铸钢与铸铁（3）
-第3章金属材料--3.3铸钢与铸铁
-3.4有色金属及其合金
-第3章金属材料--3.4有色金属及其合金
-4.1工程塑料
--工程塑料（1）
--工程塑料（2）
-4.2合成纤维
--合成纤维
-4.3合成橡胶
--合成橡胶
-习题--作业
-5.1普通陶瓷
--普通陶瓷（1）
--普通陶瓷（2）
-5.2特种陶瓷
--特种陶瓷
-习题--作业
-6.1复合材料的复合原则
-6.2复合材料的性能特点
-6.3非金属基复合材料
--非金属基复合材料
-6.4金属基复合材料
--金属基复合材料
-第6章复合材料--习题
-7.1电功能与磁功能材料
-7.2热功能与光功能材料
-7.3纳米材料
--纳米材料
-第7章功能材料及新材料--习题
-8.1机械零件的失效
-8.2机械零件失效分析
--机械零件失效分析
-8.3机械零件选材原则
--机械零件选材原则
-第8章零件失效分析与选材原则--习题
-9.1齿轮选材
--齿轮选材
-9.2轴类零件选材
--轴类零件选材
-9.3弹簧选材
--弹簧选材
-9.4刃具选材
--刃具选材
-第9章典型工件的选材及工艺路线设计--习题
-10.1汽车用材
--汽车用材
-10.2热能设备用材
--热能设备用材
-10.3航空航天器用材
-第10章工程材料的应用--习题
-全课总结
--全课总结
-期末考试--试卷
