金屬熱處理12283

1、3金屬熱處理金屬熱處理教學(xué)基本要求：教學(xué)基本要求：1基本知識(shí)①了解熱處理的基本原理和基本工藝方法、種類、目的和應(yīng)用。②了解常用的熱處理設(shè)備。③了解布氏硬度和洛氏硬度的試驗(yàn)原理與方法。④了解金相顯微鏡的構(gòu)造和金相試樣的制備過程。⑤了解常用碳鋼的平衡狀態(tài)組織形態(tài)。2基本技能①能進(jìn)行試樣的淬火操作過程。②會(huì)使用洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試樣硬度測定。③能調(diào)整金相顯微鏡觀察金相試樣，能對照金相照片判斷所觀察試樣的組織。3操作實(shí)踐①進(jìn)行試樣的淬火操作。②

2、對試樣進(jìn)行硬度測定。③進(jìn)行鐵碳合金的顯微組織觀察。3.13.1概述概述3.1.13.1.1熱處理的特點(diǎn)及應(yīng)用熱處理的特點(diǎn)及應(yīng)用金屬機(jī)器零件在制造過程中要經(jīng)過冷、熱加工等多道工序，其間經(jīng)常要穿插熱處理工序。熱處理是通過加熱、保溫和冷卻，改變固態(tài)金屬的組織，以得到所需要的組織結(jié)構(gòu)和性能的一種工藝。熱處理工藝過程可用“溫度—時(shí)間”為坐標(biāo)的曲線圖表示，如圖31所示，此曲線稱為熱處理工藝曲線。熱處理與切削加工、鑄造、鍛壓、焊接等方法不同，它只改變

3、材料的使用性能和工藝性能，而不改變零件的形狀和尺寸。在機(jī)械零件制造過程中，鋼材被廣泛應(yīng)用。鋼制零件的熱處理在機(jī)械制造生產(chǎn)中具有非常重要的地位。如汽車、拖拉機(jī)生產(chǎn)中有三分之二以上的零件要進(jìn)行熱處理；鋸條、鉸刀、鉆頭、沖模等工、模具零件，要具有高硬度和耐磨性，才能保持鋒利，達(dá)到加工金屬并保持較久的使用壽命，除了選擇合適的材料外，還必須進(jìn)行熱處理才能夠滿足性能要求；車床的主軸、某些齒輪等零件，其局部表面要求有高的硬度和耐磨性，其它部位要求有足

4、夠的強(qiáng)度和高的韌性，這只有通過熱處理才能在同一個(gè)零件上達(dá)到不同的性能要求。此外，熱處理還可以改善材料的工藝性能，如改善材料的切削加工性能，使切削時(shí)省力、輕快，加工效率高，刀具磨損減少；改善材料的成形性能，使材料在冷變形加工中具有良好的變形能力而不破裂。因此，熱處理是保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高加工效率等方面不可或缺的工序。間段稱為孕育期；轉(zhuǎn)變開始線和轉(zhuǎn)變終了線間是轉(zhuǎn)變進(jìn)行區(qū)；轉(zhuǎn)變終了線的右方是轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)；Ms稱為上馬氏體點(diǎn)，Mf稱為下馬氏體點(diǎn)；M

5、s與Mf兩線間是馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)。孕育期最短處，過冷奧氏體最不穩(wěn)定，最易發(fā)生轉(zhuǎn)變，對于碳素鋼而言，該處的溫度約為550℃。從等溫轉(zhuǎn)變圖可以了解鋼在不同溫度下的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。a珠光體轉(zhuǎn)變A1～550℃溫度區(qū)間，過冷奧氏體等溫分解為鐵素體和滲碳體的片狀混合物—─珠光體，即過冷奧氏體轉(zhuǎn)變成珠光體。在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)內(nèi)，轉(zhuǎn)變溫度愈低，得到的珠光體片愈細(xì)：在A1～680℃間，得到正常的珠光體（用P表示），硬度約170～230HBS；在680℃～600℃間，得

6、到細(xì)珠光體，稱為索氏體（用S表示），硬度約230～320HBS；在600℃～550℃間，得到極細(xì)的珠光體，稱為屈氏體（用T表示），硬度約330～400HBS。珠光體的片層越小，其強(qiáng)度和硬度越高，同時(shí)塑性和韌性略有下降。b貝氏體轉(zhuǎn)變550℃～Ms溫度區(qū)間，過冷奧氏體等溫分解為貝氏體（用B表示）。貝氏體組織仍然是鐵素體和滲碳體的混合物。由于轉(zhuǎn)變溫度較低，原子活動(dòng)能力較弱，鐵素體中的碳超過了正常的溶解度。貝氏體的形態(tài)主要決定于轉(zhuǎn)變溫度：550

7、℃～350℃間，得到的是上貝氏體，組織呈羽毛狀，硬度40～48HRC；350℃～Ms間，得到的是下貝氏體，組織呈針狀，硬度48～55HRC。上貝氏體脆性較大，基本無實(shí)用價(jià)值；而下貝氏體具有較高的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)塑性和韌性也較好，所以熱處理時(shí)可用等溫淬火的方法以獲得下貝氏體組織。c馬氏體轉(zhuǎn)變Ms～Mf區(qū)間，過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體（用M表示）。馬氏體實(shí)際上是碳在αFe中的過飽和固溶體，具有很高的硬度，可達(dá)60～65HRC，但脆性很大，沖擊韌

8、性很低，塑性很小。（2）過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖的應(yīng)用在生產(chǎn)中，過冷奧氏體大多是在連續(xù)冷卻過程中轉(zhuǎn)變的。因?yàn)檫B續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖的測定較困難，常采用等溫轉(zhuǎn)變圖近似分析連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變的過程。將連續(xù)冷卻曲線疊加到等溫轉(zhuǎn)變圖上，根據(jù)它們同C曲線相交的位置，就能大致知道其冷卻的產(chǎn)物和性能。連續(xù)冷卻曲線又稱CCT曲線，如圖34所示。圖33共析鋼等溫轉(zhuǎn)變圖圖34在共析鋼等溫轉(zhuǎn)變圖上估計(jì)連續(xù)冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變圖圖34中，v1、v2、v3、v4、vk分別代表不同的