钢在加热时的组织转变_新乡热处理淬火液

发布时间:2012-6-19 13:18:40
热处理是将固态金属或合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材料,提高机械零件的使用性能,而且还可以用于改善材料的工艺性能。 不同新乡热处理淬火液工艺共同点是:只改变内部组织结构,不改变表面形状与尺寸。钢在加热时的组织转变。 钢的新乡热处理淬火液多数需要先加热得到奥氏体,然后以不同速度冷却使奥氏体转变为不同的组织,得到钢的不同性能;因此了解钢在加热时组织结构的变化规律,合理制订加热规范,是保证新乡热处理淬火液工件质量的首要环节。 实际热处理中,加热时相交温度偏向高温,冷却时偏向低温,且加热和冷却速度愈大偏差愈大。 新乡热处理淬火液之奥氏体的形成 现以共析钢为例,说明钢在加热时使用新乡热处理淬火液的组织转变过程。共析钢(含0.77%C),加热前为珠光体组织,一般为铁素体相与渗碳体相相间排列的层片状组织,当加热到稍高于Ac1的温度,便会发生珠光体向奥氏体的转变。这一转变过程遵循结晶过程的基本规律,也是通过形核和晶核长大过程来实现的,可以认为是通过下列四个阶段完成的。 (1)奥氏体的晶粒形成与长大:实验证明,奥氏体的晶核最初出现在F与FeC的相界面上。这是由于相界面上原子排列紊乱,处于不稳定状态而具有较高的能量为奥氏体的形成提供了有利条件。形成微小晶核后,通过原子扩散,使晶核逐渐向两侧扩展,使两侧的F和Fe3C不断转变为奥氏体,在奥氏体晶核成长的过程中,需要用到新乡热处理淬火液进行淬火,淬火后会不断有新的奥氏体晶核产生并长大,直至珠光体全部消失。 (2)残余Fe3C的溶解:在奥氏体形成过程中,F比Fe3C先消失。故在铁索体F完全转变为奥氏体后,还有残留渗碳体Fe3C尚未溶解。随着时间的延长,残余Fe3C继续不断地向奥氏体溶解,直至全部消失为止。 (3)奥氏体的均匀化:当残余Fe3C溶解时,实际上奥氏体的成分还是不均匀的。碳的浓度在原来Fe3C处较高,而在原来F处较低,还需要延长保温时间,通过碳原子的扩散能使奥氏体中含碳量渐趋均匀。因此,新乡热处理淬火液保温的目的,是使工件的组织转变完全以及使奥氏体成分均匀,以便在冷却后得到良好的组织和性能。亚共析钢要加热到一定温度以上,同样对于过共析钢要加热到一定温度上才能获得单相的奥氏体组织。 新乡热处理淬火液之奥氐体晶粒的长大 当P—A转变刚完成时,所得到的奥氏体晶粒是细小的。当温度增高或保温时间延长,细小的奥氏体晶粒便通过晶粒之间的相互吞并逐渐长人。一般根据标准晶粒度等级图确定钢的奥氏体晶粒大小,标准晶粒度等级分为8级,1-4级为粗晶粒度,5-8级为细晶粒度。 (1)实际晶粒度和本质晶粒度:钢在某一具体加热条件下,实际获得的奥氏体晶粒的人小称为奥氏体的实际晶粒度,它决定钢的性能。奥氏体晶粒细小,新乡淬火液淬火冷却后产物组织的晶粒也细小。 一般细小晶粒钢有较高的强度和塑性,尤其是钢的冲击韧性远比粗大晶粒的钢要高得多。因此,钢在加热时,必须严格控制加热温度及保温时间,从而获得细小而均匀的组织,保证产品的热处理质量。 钢在加热时奥氏体晶粒长大的倾向用本质晶粒度来表示。钢加热到930℃±10℃、保温8小时,新乡热处理淬火液淬火冷却后测得的晶粒度叫本质晶粒度。如果测得的晶粒细小,则该钢称为本质细晶粒钢,反之叫本质粗晶粒钢。 (2)影响奥氏体晶粒度的因素:①加热温度和保温时间随加热温度升高晶粒将逐渐长大。温度越高,或在一定温度下保温时间越长,奥氏体晶粒越粗大。②钢的成分奥氏体中碳含量增高,晶粒长大倾向增大。未溶碳化物则阻碍晶粒长大。钢中加入钛、钒、铌、锆、铝等元素,有利于得到本质细晶粒钢,因为碳化物、氧化物和氮化物弥散分布在晶界上,能阻碍晶粒长大。锰和磷促进晶粒长大。 河南省:郑州、开封、洛阳、平顶山、安阳、鹤壁、新乡、焦作、濮阳、许昌、漯河、三门峡、南阳、商丘、信阳、周口、驻马店。 本文参考《金属工艺基础与实践》一书。
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