阀门材料之钢的热处理

热处理工艺的特点:

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

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—— 固态下，通过加热、保温、冷却、改变组织得到所需性能的工艺方法。

特点：在固态下，只改变工件的组织，不改变形状和尺寸

目的：改善材料的使用、工艺性能

基本过程：加热 → 保温 → 冷却

分类：

1  普通热处理

退火、正火

淬火、回火

2  表面热处理

表面淬火

化学热处理

加热和冷却时的相变点

固溶体     C溶于Fe的晶格中所形成的物质（溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂类型的合金相）

铁素体（F）   C溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体  

奥氏体（A）  C溶于Y-Fe中所形成的间隙固溶体  

渗碳体（FeC）  Fe和C形成的金属化合物

珠光体（P）   铁素体和渗碳体形成的化合物 （F+ FeC)    

45钢：原始组织  铁素体（F）+ 珠光体（P）

钢的普通热处理工艺

一般零件生产的工艺路线:

毛坯生产—— 预备热处理——机械加工——最终热处理——机械精加工

预备热处理 : 退火 ; 正火，调质

最终热处理 : 淬火 ; 回火

钢在加热时的转变

加热工序的目的：得到奥氏体

奥氏体形成过程：

形核——在 F / Fe3C相界面上形核

晶核长大——F→ A晶格重构Fe3C 溶解，C→ A中扩散

3    残余Fe3C溶解

奥氏体形成过程示意图

影响奥氏体晶粒大小的因素

奥氏体均匀化

对亚共析钢： P + F

对过共析钢：P+Fe3CⅡ

保温工序的目的：

得到成分均匀的奥氏体，消除内应力，促进扩散

影响奥氏体晶粒大小的因素：

加热温度↑，保温时间↑→ A晶粒长大快

加热速度↑→ A晶粒细

含碳量↑→ A晶粒细

原始组织细→ A晶粒细

钢在冷却时的转变

过冷奥氏体：在A1以下，未发生转变的不稳定奥氏体。

共析钢C曲线分析

三种转变类型

高温转变区：P型转变

中温转变区：B型转变

低温转变区：M型转变

珠光体转变

1   珠光体组成：F 和 Fe3C 的机械混合物

2   形成特点 在固态下形核、长大 是扩散型相变

3   形态：

片状

A1 ~650℃ ：珠光体 P

650~600℃ ：索氏体 S                   （细P）

600~550℃ ：托氏体 T                  （极细P又称屈氏体）