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钢的热处理实习报告
钢的热处理: 是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺 。热处理不仅可用于强化钢材,提高机械零件的使用性能,而且还可以用于改善钢材的工艺性能。其共同点是:只改变内部组织结构,不改变表面形状与尺寸。
第一节 钢的热处理原理
热处理的目的是改变钢的内部组织结构,以改善钢的性能,通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能,延长机器零件的使用寿命。热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省和能源,而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺分类:(根据热处理的目的、要求和工艺方法的不同分类如下)
1、 整体热处理:包括退火、正火、淬火、回火和调质;
2、 表面热处理:包括表面淬火、物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)等;
3、 化学热处理:渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
热处理的三阶段:加热、保温、冷却
一、 钢在加热时的转变
加热的目的:使钢奥氏体化
(一)奥氏体(A)的形成
奥氏体晶核的形成以共析钢为例A1点则W c =0.0218%(体心立方晶格F)W c =6.69%(复杂斜方渗碳体)当T 上升到A c1 后W c =0.77%(面心立方的A)由此可见转变过程中必须经过C和Fe原子的扩散,必须进行铁原子的晶格改组,即发生相变,A在铁素体和渗碳体的相界面上形成。有两个有利条件① 此相界面上成分介于铁素体和渗碳体之间②原子排列不规则,空位和位错密度高。
珠光体向奥氏体转变示意图
a) 形核 b) 长大 c) 剩余渗碳体溶解 d) 奥氏体均匀化
(二)奥氏体晶粒的长大
奥氏体大小用奥氏体晶粒度来表示。分为 00,0,1,2…10等十二个等级,其中常用的1~10级,4级以下为粗晶粒,5-8级为细晶粒,8级以上为超细晶粒。
影响 A晶粒粗大因素
1、加热温度越高,保温时间愈长,奥氏体晶粒越粗大。因此,合理选择加热和保温时间。以保证获得细小均匀的奥氏体组织。(930~950℃以下加热,晶粒长大的倾向小,便于热处理)
2、A中C含量上升则晶粒长大的倾向大。
二、钢在冷却时的转变
生产中采用的冷却方式有:等温冷却和连续冷却
(一) 过冷奥氏体的等温转变
A在相变点A1以上是稳定相,冷却至A1 以下就成了不稳定相。
1、 共析碳钢奥氏体等温转变产物的组织和性能
共析钢过冷奥氏体等温
转变曲线的建立示意图
1) 高温珠光体型转变: A1~550℃
(1)珠光体(P)A1~650℃ 粗层状 约0.3μm
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