|
|
本來是打算這一次寫一些關(guān)于20CrMnTi碳氮共滲的內(nèi)容的,。后來實(shí)在感覺這么寫過于突兀，而且也打亂了知識學(xué)習(xí)循序漸進(jìn)的過程,。所以,，還是請有疑問的大俠等等,�,；蜃孕兴阉鲗ふ夷阋拇鸢�,。
9 t, x. n9 M! Y! c# |; ]" d今天開始說鋼的熱處理部分，大抵上會分三次說完基礎(chǔ)部分,。包括加熱過程的變化,，冷卻過程的變化，以及顆粒度等問題,。其中,，冷卻變化部分會介紹常見的熱處理基本工藝，淬,，正,，回，退,。這些都說完后,，會介紹下關(guān)于滲碳滲氮的部分。所有這些,，仍舊是基礎(chǔ)的部分,。涉及擴(kuò)展的，請各位自行查閱,。2 _: N, X8 I5 [3 h+ j. a9 c1 ~
) N3 Z8 x" K' B: ]
讀書：《金屬材料及熱處理》 陸大纮 許晉堃 合編
& y1 W1 g9 m) K" |- A 人民鐵道出版社
' `6 D6 w% ~# `' o 雜談六
& J y& j( C& r8 m8 G" W' {
8 t" v. J% H2 @, a6 B& F3 {4 d鋼在加熱時的組織變化 J K) F! s1 L9 Z! N
4 k% a, Q! c9 O- m7 y5 Y/ ]鋼的加熱,，是鋼熱處理環(huán)節(jié)中最基本的一個環(huán)節(jié)�,？梢哉f,，絕大多數(shù)的熱處理中，都需要先對材料進(jìn)行加熱處理,，然后才是從奧氏體以不同冷卻速度處理,，得到所需組織和性能�,；镜慕M織和性能我們前幾篇提過,，這里不重復(fù)。下面,，我們以共析鋼為例,，看看鋼的加熱過程。
) d7 u6 K) x% ]9 q* U: A% L4 ^6 {9 J: h/ d! h) \ o; L/ S/ b
感覺鐵碳相圖,，我們以就把重點(diǎn)放在723度這個奧氏體和珠光體乃至滲碳體的分界線上,。理論上說 ，鋼加熱到723度,，珠光體就要變成奧氏體,。但實(shí)際上,，因?yàn)榧訜崴俣纫约稗D(zhuǎn)變過程的時間需要，同鋼的冷卻時一樣,，實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度要高于723度,，也即是所謂的熱滯。我們把這個實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度標(biāo)定位Ac1,。加熱速度越快,，Ac1越高，轉(zhuǎn)變需要的時間就越短,。（但個人認(rèn)為,，珠光體到奧氏體因?yàn)榇嬖谝粋�最小轉(zhuǎn)變時間，因此不可能像奧氏體轉(zhuǎn)變馬氏體一樣可以瞬間完成,，因此從珠光體到奧氏體的轉(zhuǎn)變會存在一個最短時間,。這個時間之內(nèi)，提高Ac1的意義就不大了,。但是有一種情況除外,，那就是馬氏體的逆變。也就是馬氏體直接變?yōu)閵W氏體,。這種情況的轉(zhuǎn)變時間也會很短） . E6 d1 s2 R0 L& X; a5 A
1 H# u) t- [5 Z, c9 ~以共析鋼為例,，從珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的過程包括三個步驟。 3 _' f4 D5 b8 w% u( |: j/ F
1,。形核,。 當(dāng)溫度高于723度時，珠光體內(nèi)開始產(chǎn)生奧氏體的晶核,。這個過程,，一方面要求鐵的晶格從體心立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎浇Y(jié)構(gòu)， 同時也要求含碳量迥異的鐵素體和滲碳體之間進(jìn)行碳的再擴(kuò)散,，以均勻化碳含量,。因此，這一時期的奧氏體晶核一般出現(xiàn)在鐵素體和滲碳體的交界處,。
8 m9 p7 i' J- S" Q) W2。核心長大,。 這一過程就是奧氏體邊界不斷擴(kuò)展,，鄰近鐵素體晶格不斷轉(zhuǎn)變，滲碳體碳不斷擴(kuò)散的過程,。這一過程會一直持續(xù)到鐵素體完全消失,，滲碳體完全溶解為止。另外,，在這一過程中,，奧氏體邊界碰撞后會停止擴(kuò)展,，形成相鄰的邊界。 7 j, H5 g/ ]% E
3,。奧氏體成分均勻化,。 對于剛由珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)榈膴W氏體來說，實(shí)際上其碳分布依舊是不均勻的,。因此當(dāng)全部珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體后,，經(jīng)過一段時間的保溫，使得碳充分的擴(kuò)散,，達(dá)到均勻化奧氏體的目的,。 而這一過程中，如果保溫時間過長,，也會引起奧氏體晶粒的進(jìn)一步長大,，破壞原有的邊界，減少形核數(shù),。形成粗大的奧氏體,。 ! R+ ^ _& C5 [! V4 Y$ x
下圖表達(dá)了上面三個步驟的變化。
9 W2 B4 n* P% U1 A' w ^
' J: n7 Q, U2 T$ w; ~標(biāo)準(zhǔn)晶粒度 2 ~& d3 L) Z# z6 W/ _4 v2 B
6 i6 k& s2 [7 t' c
前天談到轉(zhuǎn)變保溫過程中的晶粒進(jìn)一步長大,，以及長大過程中的邊界形成,。總得來說,，晶粒的大小,，多少會伴隨保溫時間的長短和溫度的高低而不同。前面講馬氏體的時候,，我們也說過,，晶粒越細(xì)小，越多,，晶界越復(fù)雜,，相應(yīng)的強(qiáng)度就越大。反之,，強(qiáng)度就會相對降低,。因此，對于晶粒度的控制就尤為重要,。 " `' m0 F1 b9 K2 q9 g
但是實(shí)際生產(chǎn)中,，不同鋼種對溫度的反應(yīng)程度是不一樣的。有些鋼對過熱很敏感,，溫度稍高,，晶粒就明顯長大。而也有一些鋼在一定的過熱范圍內(nèi),，晶粒變化并不明顯,。生產(chǎn)上把前者稱為本質(zhì)粗晶粒鋼,，后者稱為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。下圖表達(dá)本質(zhì)粗晶粒和本質(zhì)細(xì)晶粒的傾向關(guān)系,。
U$ L! x9 A. X v
8 J( N6 _# a5 S! }) q, L% }# e2 m這里要說兩點(diǎn),。首先，本質(zhì)粗晶粒和本質(zhì)細(xì)晶粒只是針對其對過熱的敏感性而言的,，并不代表二者最后的晶粒度的實(shí)際比較,。溫度控制得當(dāng)，本質(zhì)粗也可以得到很細(xì)的晶粒度,，反之本質(zhì)細(xì)也可以很粗,。比如20Cr，正常加熱時（不高于930）,，20Cr的晶粒度很細(xì),，但是當(dāng)需要進(jìn)行滲碳處理時，因往往加熱溫度要高于930度,，就會出現(xiàn)實(shí)際晶粒變粗的情況,。
. a% d8 a" r7 p6 q其次，這里不再深入說具體哪種鋼是本質(zhì)粗,，哪種是本質(zhì)細(xì),。因?yàn)樽鳛橐粋�界定劃分，對于實(shí)際應(yīng)用的指導(dǎo)意義并不大,。因此,，具體的熱敏影響，會在后面說其他元素影響的時候說,。 U% b. E" {/ t% X
$ g& s8 b5 K3 i$ D; X& c
我國國家對于晶粒度制定了1-8級的不同評定,。其測量即評定標(biāo)準(zhǔn)可以參考http://www.google.com.hk/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=24&ved=0CCgQFjADOBQ&url=http%3A%2F%2Fmse.csu.edu.cn%2Flib%2Fppt%2F%25E9%2587%2591%25E7%259B%25B8%2F12.pps&ei=KpDZVJrvNcqpgwSDgoPoAQ&usg=AFQjCNHVbRQs1PhCJHKkuQlyONiRm4gtqQ 一文。 ; ^- y- U' J" u6 p
下圖為鋼的標(biāo)準(zhǔn)晶粒度等級示意,。 , U8 U5 m4 Z) _3 D; X0 n$ q2 }
8 L G7 W$ n) L5 b! a+ ]" [) l
鋼的加熱工藝 6 `8 F9 R2 d1 a
" B+ p2 z# A: x; s: ]在上面的部分里,，我們提到過熱影響和過熱時間影響，以及其他合金元素的影響,。因此,，在實(shí)際中，應(yīng)根據(jù)不同材料的狀態(tài)圖以及不同的因素確定恰當(dāng)?shù)募訜釡囟群图訜釙r間,。對于加熱時間,，也應(yīng)考慮多種因素，比如零件的尺寸,，截面差別，碳含量等,，以此確定合適的加熱速度,，避免變形和開裂,。另外，保溫時間也是一個重點(diǎn),。
& J( J$ S. k! N* R3 h; L: F/ w5 y3 G1 O$ p" S+ U- ~
鋼在加熱過程中容易出現(xiàn)以下幾種缺陷,。
. g5 {2 w' i* Q; y4 C1。過熱,。 即加熱溫度過高或者保溫過長,，會引起奧氏體粗化，稱為過熱,。因?yàn)榫Я６鹊淖兓�,，這種情況下會導(dǎo)致材料的機(jī)械性能降低，并且容易出現(xiàn)變形和裂紋,。這種情況可以通過重新正確的正火或退火,，重新細(xì)化晶粒才能補(bǔ)救。! z3 \ Q* T2 L5 V: Y" X
2,。過燒,。 如果加熱溫度過高，會出現(xiàn)奧氏體晶界的氧化,，甚至局部熔化,。這時鋼會很脆。這種情況無法補(bǔ)救,，只能報廢,。$ O( v, M" q1 z" M
3。氧化,。 既中高溫下,，鋼與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。對于560度以下的氧化,，因?yàn)橹饕运难趸F存在,，表面致密，能有效阻止表面的進(jìn)一步氧化,。而高于560度（一般鋼熱處理的加熱溫度都高于560）,，形成是疏松的FeO，不能阻止氧化的進(jìn)一步發(fā)生,。因此時間越長,，氧化導(dǎo)致的尺寸變化，粗糙度等都會加劇,。因此實(shí)際中應(yīng)采用保護(hù)措施,，避免氧化發(fā)生。9 s" [% C( F0 c, o& J Q
4。脫碳,。 脫碳是鋼的表層碳分貝氧化燒掉的情況,。碳可以與氧氣、二氧化碳,、水蒸氣,、氫氣發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致脫碳的形成,。脫碳使鋼的表層成分改變,，性能降低。對硬度,、疲勞極限,、耐磨性都造成很大的影響。因此,，也需要在加熱中應(yīng)用保護(hù)措施進(jìn)行避免,。
9 ?9 C9 B: n* P b; N, a
; W9 b) P* E u: Q! K' ?! cOK，今天就說這些,。
3 ?' D) J |3 x( @' m
, {% M4 D* o. z: o& l, b+ ^& [' B2 b! H8 C
6 u# V- y! Y+ S2 {8 q4 }補(bǔ)充內(nèi)容 (2015-2-11 05:07):
/ |8 H5 g8 S" X3 Y/ K缺失的圖,，請參考3樓。 |
本帖子中包含更多資源
您需要 登錄 才可以下載或查看,，沒有帳號,？注冊會員
x
評分
-
查看全部評分
|
[復(fù)制鏈接]
發(fā)表于 2015-2-10 13:24:36
QQ好友和群
收藏
淘帖
問題專業(yè)，描述清楚
伸手黨/灌水/看不懂
樓主
