当前课程知识点:材料学概论 > 第5讲 金属及合金材料(二) > 5.2 钢材的热处理 > 5.2.4 钢的淬火(quenching)(1)——加热和急冷的选择
我们这一节讲钢的淬火
其中重点讲加热和冷却的选择
统共讲四部分内容
第一部分内容讲
加热温度的选择
第二部分内容讲
冷却速度的选择
第三是淬火用的冷却剂
第四讲不完全淬火
不完全淬火是不应该做的
但是有时候投机取巧
他做这种不完全淬火
这是对实际当中非常有害的
那么淬火钢的热履历
这张图表示的是
对于亚共析钢 过共析钢
它的加热温度是不一样的
我们知道亚共析钢
加热到AC3以上30度到50度
过共析钢加热到AC1上
30度到50度
保温一定时间要急冷
那么我们知道
马氏体组织通过淬火
得到的组织是马氏体组织
马氏体组织
形成马氏体组织的钢材
一般都是含碳量比较高的
我们前边已经讲了
无论在连续转变曲线
还是等温转变曲线当中
都讲过
冷却温度或者冷却速度
不一样的时候
可以得到马氏体
我们右边这张图
就是冷却速度与组织的模式图
当冷却速度很快的时候
可以得到马氏体
那么还可以得到托氏体
还可以得到贝氏体
那么这几种
都是钢的非平衡组织
我们通过快冷
获得这种非平衡组织
它的力学性能是更高的
就是表现在强度是非常高的
那么这两条曲线
表示冷却速度
淬火过程的冷却速度曲线
那么这两条曲线
这一条黑线(暗红色)
表示的是表面的冷却速度曲线
那么红线
是中心部位的冷却曲线
那么可以看到
中心部位的冷却速度
要比表面的冷却速度要慢
另外在确定
冷却曲线的时候
希望是这样
就是说冷却速度
要它很快的达到
马氏体开始的温度
就是说Ms点
过了Ms点
要它冷却速度逐渐变慢
就是说希望Ms点以下
发生的马氏体相缓慢进行
为什么缓慢进行
你如果是进行太快了
后边我们看到
会容易造成干火开裂
图中所示的是决定于冷却剂的
三条不同的冷却曲线
其中A曲线
它开始的冷却速度是最快的
B曲线开始的冷却曲线是次之
C曲线它是
开始的冷却曲线很慢
但是你过了转变点
它冷却曲线又快了
所以因此
从这三条曲线比较来讲
A曲线是最好的
为什么它是最好的
开始冷却速度很快
达到的马氏体转变温度以后
它冷却速度就慢下来了
实际上一个工件的冷却曲线
跟许多因素有关
最主要的因素是冷却剂
你用的是油蘸还是水蘸
油蘸里边又有植物油
还是动物油
另外一个因素
就是跟工件本身了
跟工件本身
你是工件的形状怎么样
工件的质量怎么样
工件的面积大小
这些都有关系
要根据对性能的要求
和实际的工件的情况
选择不同的冷却剂
这是我们在蘸火过程当中
Ms代表马氏体开始
Mf代表马氏体转变结束
那么当然Ms跟Mf
它跟谁有关系
它跟实际上材料当中的
合金元素有关系
刚才讲的你采取工件大小
工件的面积 工件的质量
什么样的冷却剂
都不改变Ms和Mf
实际上Ms跟Mf
是由工件的内因所决定的
内因决定于什么
就决定于
它的合金元素的含量
你上边可以根据
各合金元素的含量计算Ms点
那么怎么算
下边我给出公式
就是说你Ms等于
550减去括号里边
再加上一个什么东西
它有是减的
有的是加的
注意公式
好 那么有时候
又需要做亚零处理
什么叫亚零处理
就是说我们蘸火以后
就需要把工件
放到极低的温度下进行处理
进行冰冻处理
你看到负80度
要经过冷却 经过保温
然后给它升上温度来
叫亚零处理
我们刚才讲了
我们在蘸火过程当中
加热温度的选择
是非常重要的
这条曲线就表示
刚加热时奥氏体形成
及其晶粒长大的示意图
我们加热过程当中
要使钢材
要加热到奥氏体
这肯定得要加热到奥氏体
只有加热到奥氏体
在急冷的时候
才能产生马氏体
但是我们加热过程当中
又不使它的晶粒长大
你看如果是温度太高了
晶粒就长的很大了
晶粒长的很大了
经过蘸火处理
就得不到细晶粒的马氏体
得不到细晶粒
我们必须
控制温度
使它稍微高过AC3以上
对亚共析钢是AC3以上
30到50度
对过共析钢
是AC1以上的30度50度
这样保证我加热的时候
形成奥氏体
另外它的晶粒尺寸又不要很大
这样经过蘸火处理得到最佳性能
所以在蘸火处理过程当中
加热温度的选择
是一个重要的方面
好 我们看看
加热的过程当中你看
这是AC3以上30度到50度
就是在左边图当中
打剖面线的温度范围
不能高也不能低
就是超过AC3 30到50
在过共析钢是AC1以上
30到50
那么右边图是
过共析钢
奥氏体晶粒大小
对转变产物
晶粒大小的影响
就是说我讲这个图的目的
是什么
就是说你刚才讲了
对于奥氏体 过共析钢
要加热的过程当中
要加热到AC1以上30度到50度
这样它的晶粒就小
你如果加热的温度高了
得到的晶粒就大了
这个图就是
你开始是珠光体往上加热
加热过程当中
加热到800度
能得到细珠光体
细珠光体蘸火的时候入锅
冷速很快
就得到很细的马氏体
要退火得到细珠光体
但是你如果加热温度很高
加热到粗奥氏体了
到1000度了
那么你淬火
得到粗马氏体
要退火得到粗珠光体
所以你加热温度是非常重要的
一定控制加热温度
对于亚共析钢
在AC3以上30度50度
在过共析钢是AC1以上的
30度到50度
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准--作业
-1.2 材料的作用
--1.2.7 “制造材料者制造技术”,材料可以“以不变应万变”
-1.2 材料的作用--作业
-1.3 材料科学与工程四面体
-1.3 材料科学与工程四面体--作业
-1.4 材料与创新
--1.4.2 “9.11事件”世贸大厦垮塌和“3.11大地震”福岛核事故都涉 及材料
-1.4 材料与创新--作业
-本讲作业--作业
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布
--2.1.3 原子的核外电子排布(1)——量子数和电子轨道
--2.1.4 原子的核外电子排布(2)——电子排布的三个准则
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布--作业
-2.2 元素周期表反映元素的规律性
--2.2.1 核外电子排布的应用(1)——碳的sp3、sp2、sp杂化
--2.2.2 核外电子排布的应用(2)——四面体键的奇妙之处
--2.2.3 核外电子排布的应用(3)——电子授受及元素氧化数变化
--2.2.4 核外电子排布的应用(4)——过渡族元素和难熔金属
-2.2 元素周期表反映元素的规律性--作业
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素--作业
-本讲作业--作业
-3.1 材料性能与组织结构的关系
-3.1 材料性能与组织结构的关系--作业
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体--作业
-本讲作业--作业
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢--作业
-4.2 金属材料的组织结构
-4.2 金属材料的组织结构--作业
-4.3 铸锭及其组织
-4.3 铸锭及其组织--作业
-本讲作业--作业
-5.1 金属材料的加工
-5.1 金属材料的加工--作业
-5.2 钢材的热处理
--5.2.4 钢的淬火(quenching)(1)——加热和急冷的选择
--5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂
-5.2 钢材的热处理--作业
-5.3 钢的强化机制
--5.3.6 合金钢(2)——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢
-5.3 钢的强化机制--作业
-本讲作业--作业
-6.1 粉体材料的性能
--6.1.1 粉体及其特殊性能(1)——小粒径和高比表面积
--6.1.2 粉体及其特殊性能(2)——易流动性和高分散性
--6.1.3 粉体及其特殊性能(3)——低熔点和高化学活性
--6.1.4 粉体的特性及测定(1)——粒径和粒径分布的测定
--6.1.5 粉体的特性及测定(2)——密度及比表面积的测定
--6.1.6 粉体的特性及测定(3)——折射率和附着力的测定
-6.1 粉体材料的性能--作业
-6.2 粉体的加工与处理
-6.2 粉体的加工与处理--作业
-6.3 粉体的应用
--6.3.3 粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善
-6.3 粉体的应用--作业
-6.4 纳米材料
-6.4 纳米材料--作业
-本讲作业--作业
-7.1 陶瓷材料的定义和分类
-7.1 陶瓷材料的定义和分类--作业
-7.2 坯体成型
--7.2.2 陶瓷成型工艺(1)——旋转制坯成型和注浆成型
--7.2.3 陶瓷成型工艺(2)——干压成型、热压注成型和等静压成型
--7.2.4 陶瓷成型工艺(3)——挤压成型、注射成型和流延成型
-7.2 坯体成型--作业
-7.3 陶瓷烧结
-7.3 陶瓷烧结--作业
-7.4 陶瓷材料的结构
-7.4 陶瓷材料的结构--作业
-7.5 结构陶瓷
--7.5.1 结构陶瓷及应用(1)——Al2O3和Zr02
--7.5.2 结构陶瓷及应用(2)——TiO2、BeO和AlN
-7.5 结构陶瓷--作业
-7.6 功能陶瓷
--7.6.4 功能陶瓷及应用(3)——微波器件、传感器和超声波马达
-7.6 功能陶瓷--作业
-本讲练习--作业
-8.1 玻璃的发展简史
-8.2 玻璃的定义和特征
-8.3 玻璃的加工
-8.1-8.3 小节练习--作业
-8.4 建筑及高铁用玻璃
--8.4 建筑及高铁用玻璃--作业
-8.5 高技术玻璃
-8.5 高技术玻璃--作业
-本讲练习--作业
-9.1 何谓高分子和聚合物
-9.1 何谓高分子和聚合物--作业
-9.2 聚合物的合成
-9.2 聚合物的合成--作业
-9.3 从结构层次看聚合物
-9.3 从结构层次看聚合物--作业
-本讲练习--作业
-10.1 高分子材料性能与加工
--10.1.8 聚合物的成形加工及设备(1)——压缩模塑和传递模塑
--10.1.9 聚合物的成形加工及设备(2)——挤出成型和射出成型
--10.1.10 聚合物的成形加工及设备(3)——塑料薄膜和纤维丝制造
-10.1 高分子材料性能与加工--作业
-10.2 胶粘剂和涂料
-10.2 胶粘剂和涂料--作业
-本讲练习--作业
-11.1 复合材料的定义和分类
-11.1 复合材料的定义和分类--作业
-11.2 增强材料和基体材料
-11.2 增强材料和基体材料--作业
-11.3 复合材料的应用
-11.4 天然复合材料
-11.5 生物材料
-11.3-11.5 节练习--作业
-本讲练习--作业
-12.1 磁性的来源
--12.1.2 过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系
-12.1 磁性的来源--作业
-12.2 磁性材料的分类
-12.2 磁性材料的分类--作业
-12.3 磁畴和磁滞回线
-12.3 磁畴和磁滞回线--作业
-12.4 软磁材料与硬磁材料
-12.4 软磁材料与硬磁材料--作业
-本讲练习--作业
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件--作业
-13.2 薄膜制备——PVD法
-13.2 薄膜制备——PVD法--作业
-13.3 薄膜制备——CVD法
-13.3 薄膜制备——CVD法--作业
-13.4 薄膜的加工
--13.4.2 反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束刻蚀(RIBE)
-13.4 薄膜的加工--作业
-13.5 薄膜材料的应用
-13.5 薄膜材料的应用--作业
-本讲作业--作业