3过共析钢:0.77%○ _ __D_Dd_____
(3)白口铸铁:。
1共晶白口铸铁:○
2亚共晶白口铸铁:○
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第三章 碳钢的热处理及钢的合金化
3过共晶白口铸铁:○
3.1奥氏体的形成过程
加热是热处理的第一道工序,其目的是均匀的奥氏体组织,这种加热转变过程称为钢的奥氏体化。最终目的是均匀细小的奥氏体晶粒。 (1) A晶核形成。(2)A晶核长大。(3)残余
的溶解。(4)A的均匀化。
钢在冷却时的组织转变
在热处理中,通常有两种式,即等温冷却与连续冷却。 等温转变产物的组织和性能 (1) 珠光体转变。分为珠光体(P、A1~650)、索氏体(S、650~600)、托氏体(T、600~550)。 (2) 贝氏体转变。分为上贝氏体(Be、550~350)、下贝氏体(Bd、350~Ms)下贝氏体
硬度高、属性韧性好,有良好的综合力学性能。
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珠光体、贝氏体的转变是通过铁、碳原子的扩散来完成的,所以都是扩散行相变过程。 缓慢冷却法随炉、空冷。连续冷却法水冷、油冷、风冷、空冷。 3.2钢的普通热处理法
(1)完全退火:加热到AC3以上30~50℃,得到均一奥氏体组织后再缓冷转变为珠光体组织的过程。
对象:亚共析成分的铸铁、锻件及扎件。
目的:⑴调整硬度,便于切削加工。⑵ 消除应力,防止加工中变形。⑶ 细化晶粒,为最终热处理作组织准备。
(2)球化退火(不完全退火):将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温一段时间,然后缓慢冷却,得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。 球化退火
目的及对象:使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。球化退火主要适用于过共析钢。 降低硬度,提高韧性便于切削;消除应力;获得球状珠光体,为淬火做组织准备。球化退火的组织为铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体的组织,称球状珠光体, 用P球表示。 与片状珠光体相比,不但硬度低,便于切削加工,而且在淬火加热时,奥氏体晶粒不易长大,冷却时工件变形和开裂倾向小。 (3)去应力退火(低温退火):称为无相变热处理。
目的:消除锻件、铸件、焊件及切削加工件的应力,稳定尺寸。 法:加热到Ac1以下,缓慢冷却,后空冷。 (4)均匀化退火(高温退火):主要用于合金铸件。目的消除钢的偏析,提高钢的质量。 (5)正火:将钢加热到AC3或Accm以上奥氏体态,保温一定时间,在静止的空气中冷却,得到细珠光体类型组织的热处理工艺。 正火、退火对高硬度材料硬度降低。
正火的目的⑴ 对于低、中碳钢(≤0.6C%),目的与退火的相同。调整硬度利于切削、 消除应力、细化晶粒。要改善切削性能,低碳钢用正火,中碳钢用退火或正火,高碳钢用球化退火。⑵ 对于过共析钢,用于消除网状二次渗碳体,为球化退火作组织准备。
(6)淬火:将钢加热到Ac3或Ac1以上,保温一定时间,以一定的速度冷却,得到马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。 淬火目的是为获得马氏体组织,提高钢的性能。 根据加热温度不同淬火分为完全淬火和不完全淬火。(1)单介质淬火(2)双介质淬火(3)分级淬火(4)贝氏体等温淬火 完全淬火:加热到Ac3以上,进行淬火的过程。
不完全淬火:加热到Ac1以上,得到奥氏体加未溶碳化物或铁素体,再淬火的过程。
(7)回火:是指将淬火钢重新加热到相变点以下的某温度保温后冷却的工艺。回火是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却的工艺。
分类:低温回火(150~250C马氏)具有高强度、硬度、耐磨性,而塑形、任性较差。中温回火(350-500C托氏)具有高弹强度,并具有一定韧性。高温回火(500-650C索氏)较好的综合力学性。“淬火后加高温回火”称为调质处理
回火的目的:(1)减少或消除淬火应力, 防止变形或开裂。(2)获得所需要的力学性能。淬火钢一般硬度高,脆性大,回火可调整硬度、韧性。(3)稳定尺寸。
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(8)奥氏体的形成也是形核和长大的过程,分为三步。第一步 奥氏体晶核形成及长大;第二步 残余Fe3C溶解;第三步 奥氏体成分均匀化
(9)淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示 淬火临界直径(Dk) :圆柱钢棒在规定的淬火介质中能全部淬透的最大直径。 (10)淬硬性是指钢淬火后所能达到的最高硬度,即硬化能力。 (11)淬火钢回火时的组织转变:第一阶段(80-200oC):马氏体分解;第二阶段(200-300oC)残余奥氏体的转变;第三阶段(300-400oC):碳化物的转变;第四阶段(>400oC):α相状态的变化和碳化物的聚集长大。
第四章 常用工程材料
4.1碳钢、铸钢
1)碳钢的分类及牌号
(1) 按含碳量:低碳钢(Wc);中碳钢(Wc
(2) 质量等级:普通碳钢;优质碳钢;特殊质量碳钢。 (3) 按用途:碳素结构钢;碳素工具钢。
);高碳钢(Wc)
碳素结构钢(Q195-Q275[进率20])Q195薄板;Q235(A3钢)螺栓、螺母、销子、螺纹钢。
优质碳素结构钢(08~25制件材料、30~55经调制处理后制造齿轮、连杆、轴) 碳素工具钢(T7[T7A]~T13[T13A]/T7榔头、T10手锯条、T12锉刀) 2)铸钢
在冶炼时使碳集聚成墨使铸钢具有自润滑性。由于铸铁中存在墨使铸铁具有耐磨、耐压、减震、低缺口敏感性(裂纹延伸速度)及优良的铸造性。熔炼简单,成本低廉。 常用铸铁
灰铸铁(HT150~HT350)底座、床身;球墨铸铁(QT400-18)力学性能最好,曲轴、机床主轴;可锻铸铁(KTH350-10[H黑色]、KTZ550-04[Z白色]);蠕墨铸铁(RuT300-RuT380)齿轮箱体;合金铸铁(RTCr16) 4.2合金钢
1)合金钢的结构及牌号
(1) 含量:低(小于5%)中(5%~10%)、高(大于10%)合金钢 (2) 用途:合金结构钢、工具钢、特殊性能钢 (3) 元素种类:硅(Si)、锰(Mn)、铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)、硼(B)、钨(W)、钼(Mo)、
钒(V)、钛(Ti)。
2)低合金结构钢 3)合金结构钢
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