热处理总复习

《热处理总复习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热处理总复习（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、制作人：孙孟建第一章固态相变原理一基本概念1. 相变：常指一种组织在温度或压力变化时，转变为另一种或多种组 织的过程，如多晶型转变、珠光体相变等。2. 固态相变：绝大多数金属固态相变与结晶过程一样，属于核相变， （调幅分解无相变）相变动力：新相与旧相的自由焓差。3. 一级相变：凡新旧两相化学位相等，化学位的一次偏导不相等的相 变。4. 二级相变：凡新旧两相化学位相等，化学位的一次偏导也相等，但 化学位的二次偏导不相等的相变。5. 共析相变：沉淀析出：调幅分解：过饱和固溶体在一定温度下分解成结构相同、成分不同 的两个相的过程。特点1、是一个自发分解过程；2、通过上坡扩散实现成分变化；3、不经历形

2、核阶段；不存在明显的相界面；4、分解速度快。分解机制按扩散一偏聚机制进行的无需成核、而由成分起伏直接长大形成新相的固态相变6. 扩散型相变：如同素异构转变、固熔体的脱熔转变、共析转变、调幅分解和有序化等非扩散型相变：非扩散型相变也称位移型相变，相变时不存在原子扩散，或者虽然存在原子 扩散但不是相变的主要过程，主要有两种基本类型：无扩散连续型相变，相变时仅需要原子在晶胞内进行微量的位置调整，不发生点阵应变，如在Ti-Zn合金中发现的B -3转变；形核-长大型 马氏体相变，相变时发生点阵应变，并且以点阵畸变为主7. 相变驱动力：指母相在一定条件下通过相变转变为新相时的自由能 降低量 G。 G为在相

3、变过程中转变为了获得相变驱动力，相 变时需要一定的过冷度或过热度，且相变驱动力和过冷度或过热度 成正比。相变驱动力越大，相变越易进行8. 相变势垒:相变时改组晶格所必须克服的原子间的引力而产生的附 加能量！ g1. 材料的强化手段： 1、固溶强化；2、细晶强化；3、位错强化 4、加工硬化；5第二相强化；6、弥散强化。2. 固态相变的过程3. 固态相变的热力学4. 固态相变的动力学_ 亠考试题型名词解释：一级相变、二级相变简答：简述固态相变的特点金属固态相变中的形核特征第二章热处理基础一基本概念1. 热处理：按目的不同，热处理可分为：退火、正火、淬火、回火、调质 等。退火就是将零件加热至临界温度

4、以上，经一定时间随炉缓慢冷却；正火 就是将零件加热至临界温度以上，经一定时间保温；淬火就是将零件加 热至临界温度以上，经一定时间保温后快速冷却；回火与调质就是回热 至回火温度，经一段时间保温后冷却，回火温度分为低温、高温、中温 回火。化学热处理常见的就是用碳和氮渗入到刚的表面内，提高表面层硬度， 具有耐磨和抗拉强度的性能。2. 奥氏体：y铁内固溶有碳和（或）其他元素的、晶体结构为面心立方 的固溶体。珠光体：奥氏体从高温缓慢冷却时发生共析转变所形成的，其立 体形态为铁素体薄层和碳化物 （包括渗碳体）薄层交替重叠的层状复相 物。广义则包括过冷奥氏体发生珠光体转变所形成的层状复相物。马氏体：对固态的

5、铁基合金（钢铁及其他铁基合金）以及非铁金属 及合金而言，是无扩散的共格切变型相转变，即马氏体转变的产物。就 铁基合金而言，是过冷奥氏体发生无扩散的共格切变型相转变即马氏体 转变所形成的产物。铁基合金中常见的马氏体，就其本质而言，是碳和 （或）合金元素在a铁中的过饱和固溶体。就铁-碳二元合金而言，是碳 在a铁中的过饱和固溶体。贝氏体：钢在奥氏体化后被过冷到珠光体转变温度区间以下，马 氏体转变温度区间以上这一中温度区间 （所谓“贝氏体转变温度区间 ”） 转变而成的由铁素体及其内分布着弥散的碳化物所形成的亚稳组织， 即贝氏体转变的产物。3. 奥氏体化：奥氏体化就是加热工件，使温度达到共析温度以上，使

6、常 温下的铁素体和渗碳体再转变回奥氏体。奥氏体是碳溶解在Y-Fe中的 间隙固溶体，常用符号A表示。它仍保持Y-Fe的面心立方晶格。其溶碳 能力较大，将钢铁想再生成均匀的奥氏体组织，奥氏体是在大于727C高 温下才能稳定存在的组织。奥氏体塑性好，是绝大多数钢种在高温下进行 压力加工时所要求的组织。4. 晶粒度：表示晶粒大小的尺度叫晶粒度。5. 均匀形核：在均匀母相中由晶胚发展为新相晶核的过程，称为均匀形核。 非均匀形核 ：若新相优先在母相中的不均匀结构处形核的过程，称为非均形核。均匀形核就是不在杂质或者器壁结晶，而是直接通过液体本身的相起伏 产生临街晶核从而生长晶体的结晶过程。而非均匀形核就是依

7、靠液体中的 固体杂质或器壁的表面能进行的结晶。通常，非均匀晶核比均匀形核容易 进行。T.能量起伏6相变驱动力：2结构起伏3成分起伏7组织遗传：发生固态相变后，新相仍旧保留母相晶粒形状和大小的现象。原理.1. 适合热处理强化的材料要求：固相转变，第二相强化。2. 奥氏体化的原理：刁.两相区或临界区加热2“零”保温3. 奥氏体化的晶粒控制：3快速加热4细化原始组织5循环加热6形变热处理1加热温度2加热速度4. 奥氏体化的影响因素:-3保温时间4 合金元素-5原始组织5. 亚共析、共析、过共析钢奥氏体化的差异:三典型题型填空：1. 奥氏体晶核是在 逆陷 （位置）通过扩散（原理）形成。2. 奥氏体晶粒

8、的长大是通过_散、 来进行的。3. 共析钢等温转变动力学图的特点包括：(1 ) 有孕育期(2)随温度升高，孕育期缩短，速度加快4细小的奥氏体晶粒能使奥氏体等温转变图右移，降低了钢的临界冷 却速度，所以细晶粒的钢具有较高的淬透性。(对 ) 四.名称解释1奥氏体：碳溶于YFe所形成的固溶体，存在于共析温度以上，最大碳含量为 2.11%，面心立方结构，具有良好的塑性2. 晶粒度：表示晶粒大小的尺度叫晶粒度。3. 组织遗传：合金钢构件在热处理时，常出现由于锻压、轧制、铸造 焊接等工艺而形成的原始有序粗晶组织。这些非平衡的粗晶有序组织(马氏体、贝氏体、魏氏组织等)在一定加热条件下所形成的奥氏体 晶粒继承

9、或恢复原始粗大晶粒的现象，称为组织遗传。 五简答题1. 奥氏体化对钢热处理的意义是什么？奥氏体的晶粒大小对热处理后 的组织和性能有何影响？答：奥氏体就像是母亲，她的子女有马氏体、贝氏体、珠光体等， 淬火是为了得到马氏体，没有母亲哪来儿子？奥氏体是钢中很多组织 的母体，过冷的奥氏体根据自身的稳定性和过冷时过冷度的不同会得 到不一样的组织，就好比在不同的条件下生男生女一样，马氏体是其 中一个。2. 试述奥氏体的形成过程及控制奥氏体晶粒的方法。答：奥氏体的形成过程a.奥氏体晶核的形成。b奥氏体晶核长大。C残留渗碳体的溶解d.奥氏体成分均匀化。1.两相区或临界区加热 2“零”保温奥氏体化的晶粒控制3快

10、速加热4细化原始组织5循环加热-6形变热处理3画出共析钢的“C”线，并标明淬火临界冷却速度时间/ SO O8O O6o o O o o O5 4 3CJ二鰹關O O200O()800o o O o o O7 .6 5O 0 O o o O4 3 2-府M+A11 1.110 102 103 104 105计间/ S第三章 冷却转变基本概念1. 过冷奥氏体：在共析温度以下存在的奥氏体。即冷至临界点以 下，的不稳定组织。2. C曲线、CCT曲线 书上P75/P803. 珠光体转变P94、贝氏体转变P147、马氏体转变P122.4 板条马氏体:低碳钢，低碳合金钢，马氏体时效钢以及不锈钢经 过淬火后可

11、以得到板条状马氏体。P123针状马氏体：常见于高，中碳钢，每个马氏体晶体的厚度与径 向尺寸相比很小其断面形状呈针片状，故称片状马氏体或针状马氏体. 由于其亚结构主要为细小孪晶,所以又称为孪晶马氏体.一般当 WcvO.3%时，钢在马氏体形态同乎全为板条马氏体;当 Wc1.0%时， 则几乎全为片状马氏体；当Wc=0.3%-1.0%时，为板条马氏体和片状 马氏体的混合物，随含碳量的升高，淬火钢中板条马氏体的量下降， 片状马氏体的量上升.高碳钢在正常温度淬火时，细小的奥氏体晶粒和 碳化物都能使其获得细针状马氏体组织 ,这种组织在光学显微镜下无 法分辨称为隐针马氏体. 。5.临界冷却速度；临界冷却速度(

12、critical cooling rate)： Rc合 金冷却凝固过程中发生非晶转变所要求的最小冷速称为临界冷却速 度实验表明ATx越大,Rc越小，并且随着Trg增大,Rc减小，在钢的生产 中,只发生马氏体转变的最小冷却速度，称为临界冷却速度，临界冷却 速度下降说明进行同样的冷却转变需要花更长的时间，同样冷却速度 下原来能发生珠光体转变的可能会淬上火，也就是说 C 曲线向右移 了it比体转变直氏体转童9GD70|6DU甘变中止40Q20(11U0|时丽M丄P图；1共聊碳素 钢再连睦冲却转5CH?TP档 算也牠磴曲赳 丹幼曲卓 连集沙却料娈曲线1.C曲线、CCT曲线的建立过程谆沖时佃的Jtmih

13、2. C曲线、CCT曲线的具体含义及应用变A規（TTT曲线3根据C曲线、CCT曲线判断生成物4. 珠光体转变、贝氏体转变、马氏体转变的转变特征主要异同点相变类型珠光体转变贝氏体转变马氏体转变转变温度范高温转变中温转变低温转变围(Ar1 5O0C)(500C Ms)（Ms以下）扩散性具有碳原子和铁原子的扩散碳原子扩散，而铁原子不扩散无扩散生核、长大与 领先相生核、长大，一般以渗碳体为 领先相生核、长大，一般以铁素体为领先 相生核、长大共格性无共格性具有共格性，产生表面浮凸现象具有共格性，产生表面浮凸现象组成相两相组织Y -Fe(C)f a -Fe(C)+Fe3C两相组织Y -Fe(C)f a -

14、Fe (C) + Fe (约 350C以上)Y -Fe(C)a -Fe(C) + FexC (约350C以下)单相组织Y -Fe(C)f a -Fe(C)合金元素的分布合金元素扩散重新分布合金元素不扩散合金元素不扩散5. 共析、亚共析、过共析钢 C 曲线的特征及其转变特点BOD70D60D中50DZ510-度400T3QQ20D10U0-10ftA3.-r.- A -JA+F -/CMsMrl10 In3 iu58时间，s斗H2 IJ252833378007006005004003002001000-100由图可见，它们都具有过冷奥氏体转变开始线与转变终了线,但在亚共析碳钢的 C 曲线上，多出一条先析铁素体析出线；在过共析 碳钢 C 曲线上，多出一条先析渗碳体（二次渗碳体）析出线。160014001300120011001000900度701度1 00P+ 100