《常见金属热处理缺陷研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常见金属热处理缺陷研究（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,学生：张琳学号：06105228指导老师：王桂芳,常见金属热处理缺陷组织研究,2,实验背景,在当今社会生产中，金属材料的应用是十分广泛的，但是在热处理过程中，受到加热时间，加热温度，保温时间等多种因素的影响，会出现过热，欠热，晶粒粗大，脱碳，魏氏组织等多种热处理常见缺陷，为材料的使用埋下隐患。,3,实验内容,1.实验材料及金相试样的制备2.试样金相照片及扫描电镜照片的制备3.试样的显微硬度测试4.正常组织与缺陷组织的比较,4,实验仪器,OLYMPUS311U金相显微镜 S240扫描电镜 P1抛光机 HRS10显微硬度计,5,1.脱碳,脱碳是钢加热时表面碳含量降低的现象,2Fe3C+O26F
2、e+2CO Fe3C+2H23Fe+CH4 Fe3C+H2O3Fe+CO+H2 Fe3C+CO23Fe+2CO,6,45#金相显微照片,660,1650,7,45#钢边缘到心部的组织变化,8,边缘半脱碳层较薄，白色的为铁素体，黑色的为珠光体，铁素体的转变量明显大于黑色珠光体组织，导致硬度强度降低，失去了使用性能 。,9,正常组织与缺陷组织的组织比较,330,330,10,45#钢的正常组织扫描电镜图,11,正常组织与缺陷组织的硬度比较,12,脱碳的预防及补救,1.在热加工生产时尽可能降低钢的加热温度及在高温下停留的时间2.合理的安排工艺路线及留放加工余量.3.调节空燃比，使炉气带还原性 4.制
3、备气氛可控碳势，使碳势接近或等于钢的碳含量,13,2.魏氏组织,45#钢过热以后缓慢冷却至常温，得到的是粗晶粒的组织，铁素体沿晶界呈网络状分布。若在Ar3Ar1温度区间冷速过快，由于过冷度较大铁素体不能充分沿奥氏体晶界析出，而是在奥氏体内部自发形成晶核，并沿一定的晶面取向分布。,14,165,660,45# 魏氏组织,15,混合型魏氏组织,165,165,16,力学性能比较,表3.2.1 不同情况下45#钢的力学性能指标,17,魏氏组织的影响,魏氏组织对钢的性能影响更甚于过热粗晶组织，具有魏氏组织的钢的塑性和冲击韧性更低。魏氏组织一般可采取细化晶粒退火予以清除，但严重的魏氏组织则必须通过锻造的
4、方法来消除。,18,3.过热,当超过热处理温度AC3以上时，就会形成过热。 本实验以15#钢及945钢的两种典型过热组织为例。,19,15#钢的晶粒粗大组织,图中组织晶粒粗大。同时我们还可以看到一条明显的裂纹，沿晶界分布。,165,20,945钢的过热组织,945钢为本质细晶粒 钢，但是由于加热温度远远超过奥氏体化温度以上所以造成了严重的晶粒粗大。,660,21,945钢的过热组织,22,945钢的过热组织,23,过热的预防及矫正,选择正确的加热温度，热压力加工时的加热温度至少要低于钢的熔点100 采用正确的加热方法 控制热加工时的变形量及终止温度 过热组织已经形成，如图中的晶粒粗大，可采用细
5、化晶粒的退火，正火或锻造等,24,4.过烧,W18Cr4V正常热处理工艺,25,W18Cr4V的过烧组织,由于加热温度过高，以至晶界局部融化，产生鱼骨状的莱氏体共晶组织。,1650,26,过烧的预防及矫正,金属的过烧是不允许的，所以要在热处理过程中进行积极的预防。 在加热时尽可能采用较低的温度，一般的金属热变形应在低于融化温度100以下进行。 对于加热炉均匀加热，采用还原性气氛，掌握透热时间，避免火焰直接喷射到金属的表面。 提高测温仪表的灵敏度和按期矫正。,27,5.欠热,45#钢为亚共析钢，亚共析钢的加热温度为AC3+(3050)为正常加热温度。而欠热温度低于奥氏体化温度,处于两相区，没有完
6、全奥氏体化，组织中的铁素体属未溶铁素体，使材料的硬度强度降低。,28,45#钢的欠热组织,1650,29,45#钢欠热组织,图中凹陷组织为未溶铁素体组织，凸出区域为马氏体，从图中我 们可以观察到片状和板条型的马氏体。,30,各种缺陷组织的硬度比较,31,结论,1.脱碳：通过45#钢的组织分析得出试样边缘的铁素体转变量远远大于珠光体转变量 。通过显微硬度测试，试样心部的硬度大于边缘的硬度。 2.魏氏组织：45#钢中铁素体沿晶界呈网络状分布，在晶内形成羽毛状和垂直状的混合型魏氏组织。通过显微硬度测试，其硬度大约为HV255.32,低于正常硬度，因此魏氏组织影响了材料的性能，塑性和冲击韧性较低。,32,3.过热：15#钢由于过热造成了晶粒粗大，并且形成了一条沿晶界开裂的裂纹。945钢为典型的船用钢，由于淬火温度过高，形成了粗大的板条马氏体及残余奥氏体。 4.过烧：由于过烧，W18Cr4V晶界已经局部融化，产生鱼骨状的莱氏体共晶组织。存在局部融化的工件不能再用热处理的方法补救，应予报废 。,33,5.欠热：欠热温度低于奥氏体化温度，处于两相区，材料没有完全奥氏体化，铁素体的转变量多于马氏体的转变量，铁素体硬度低，所以使材料的硬度降低。,34,谢谢各位老师！,
