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標(biāo)題: 零讀雜談(熱處理七) [打印本頁(yè)]

作者: bkljp02    時(shí)間: 2015-10-24 08:39
標(biāo)題: 零讀雜談(熱處理七)
停了很久都沒有繼續(xù)更新,實(shí)在是對(duì)不起各位。之前忙忙碌碌的,最近才剛算有了個(gè)頭。總算是能稍微的清閑一點(diǎn)了。呵呵,繼續(xù)更新開始。2 b- n" [# {( a) ]( n

7 W4 H! a/ _, v" O讀書:《金屬材料及熱處理》 陸大纮 許晉堃 合編
! a; f0 b4 A) k1 t   人民鐵道出版社" n5 R" q  ^: J* e1 U
   雜談七
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鋼的冷卻組織變化
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! s& {* S8 B, w所謂鋼的熱處理,多數(shù)時(shí)候就是將已由材質(zhì)再次加熱,通過不同的冷卻控制得到期望組織的過程。因此,掌握鋼在冷卻時(shí)的組織變化規(guī)律尤為重要。, n- e2 D% X1 n8 p; z# e0 \' T
鋼在冷卻中的組織情況其實(shí)我們已經(jīng)在之前的幾次雜談了分開說過了。但是那些只是針對(duì)組織的學(xué)習(xí)和討論。而這里所測(cè)重的是如何通過控制冷卻過程得到預(yù)期的組織。我個(gè)人希望能在一個(gè)篇幅內(nèi)說完,如實(shí)在做不到,也只能分開了。呵呵。
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在講述冷卻變化之前,首先要引入和解釋一個(gè)重要的概念——過冷度。過冷度,是晶體物質(zhì)相變過程中的一個(gè)重要參數(shù)。那么什么是過冷度呢?我們知道,以水為代表的晶體類物質(zhì),當(dāng)其溫度下降到某一個(gè)溫度時(shí),就會(huì)開始結(jié)晶,從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。這個(gè)溫度就是該物質(zhì)的理論結(jié)晶溫度或者叫平衡結(jié)晶溫度。但在實(shí)際中,我們經(jīng)常會(huì)遇見一些不符合理論的情況。物質(zhì)在低于理論溫度時(shí)仍繼續(xù)保持液態(tài)或者在低于理論結(jié)晶溫度后的某一溫度才開始結(jié)晶,這種實(shí)際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度的現(xiàn)象稱為過冷現(xiàn)象,而實(shí)際結(jié)晶溫度和理論結(jié)晶溫度的差值稱為過冷度。比如下圖的例子。2 Y) Y) i7 D# E/ v
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* c0 o' ^0 g/ Q+ Q8 r  B
過冷現(xiàn)象和過冷度在鋼的冷卻過程中起著非常關(guān)鍵的作用。因?yàn)檫^冷度的不同,一方面影響轉(zhuǎn)變從開始到終了的時(shí)間,另一方面也使得轉(zhuǎn)變后產(chǎn)生的組織與性能發(fā)生變化。# J- y, X* h, r
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回到正題上。我們已共析鋼為代表研究鋼的奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變。
# i9 R7 W2 t5 E6 F( a: u" a7 q; W在研究奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變中,為了能清楚地認(rèn)知整個(gè)轉(zhuǎn)變過程,人們采用等溫轉(zhuǎn)變記錄的方式,對(duì)試驗(yàn)試樣進(jìn)行分段等溫轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn),并記錄整個(gè)轉(zhuǎn)變的時(shí)間變化和最終組織和性能。通過將最終結(jié)果描繪在以溫度——時(shí)間為坐標(biāo)的圖面上,并將轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)和終了點(diǎn)分別光滑的連接起來,得到共析鋼奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線,俗稱“C曲線”。在試驗(yàn)中,人們發(fā)現(xiàn),奧氏體轉(zhuǎn)變的時(shí)間從很短的1~2秒到非常長(zhǎng)的數(shù)千秒都廣泛存在,因此我們看到的“C曲線”往往其時(shí)間坐標(biāo)是對(duì)數(shù)尺度。下圖為一個(gè)典型的共析鋼等溫轉(zhuǎn)變曲線。
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從C曲線中,我們可以總結(jié)出以下規(guī)律。. z8 ~$ O  E/ W# f2 j  B
1。不同的過冷度下,轉(zhuǎn)變速度大不相同,最終產(chǎn)物也大不相同。. |0 _% v0 D1 k% b9 `! l3 z& L* k
2。過冷度越大,終產(chǎn)物的硬度越高。
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: N6 S0 {! r' F6 T/ ~- k0 X9 ~6 V' i6 b" z一般來說,我們根據(jù)冷卻轉(zhuǎn)變最終得到的產(chǎn)物不同,粗略的將奧氏體等溫轉(zhuǎn)變分為三類。
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. R0 @5 G. ^" P5 F  R1 G! ~" [. n1。珠光體轉(zhuǎn)變——高溫轉(zhuǎn)變
: t0 l) g/ K$ w+ H# x, I這一類轉(zhuǎn)變是指等溫轉(zhuǎn)變溫度低于A1(727C,上圖中因?yàn)槭抢辖滩膱D片,因此還是723度。請(qǐng)各位以727度記憶。)而高于C曲線轉(zhuǎn)折處(俗稱“鼻部”,約550C)的區(qū)間。在這一轉(zhuǎn)變中,轉(zhuǎn)變速度隨過冷度的增加而加快。其中,以鼻部位置最快,其孕育期(轉(zhuǎn)變開始前的時(shí)間,也就是上圖中開始轉(zhuǎn)變曲線(左側(cè)曲線)左側(cè)空白部分表示的時(shí)間)也最短,約1秒。而對(duì)于小過冷度位置,比如700C,孕育期則可長(zhǎng)達(dá)1000秒。這里必須強(qiáng)調(diào)一點(diǎn),孕育期是我們從事熱處理降溫時(shí)必須注意的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),他決定了你所能選擇的不同冷卻方式和過冷度控制。這個(gè)后面會(huì)詳細(xì)解釋。
) K1 Y  L; ]/ t& R' [關(guān)于珠光體,這里不再多說,請(qǐng)大家參考之前的章節(jié)中關(guān)于珠光體的介紹。
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2。貝氏體轉(zhuǎn)變——中溫轉(zhuǎn)變。
5 c1 L+ K* a/ W+ `# Q/ h這一類轉(zhuǎn)變是指等溫轉(zhuǎn)變溫度從鼻部向下至MS線的部分。這一轉(zhuǎn)變中,轉(zhuǎn)變速度隨過冷度的增加而減慢。在不同的溫度下,得到的貝氏體形態(tài)亦不相同,以400C為界,分為上貝氏體和下貝氏體。
8 T0 o0 Z2 ?$ U  Z關(guān)于貝氏體,請(qǐng)參考之前的章節(jié)中關(guān)于貝氏體的介紹,這里不再重復(fù)敘述。' P* h- o' r- V! G6 q4 W% e
[attach]368430[/attach]0 x6 [: ]3 e8 m+ ?: [" c" F4 {9 c
3。馬氏體轉(zhuǎn)變——低溫轉(zhuǎn)變。
+ X6 u; \. M. `2 ]$ Q( v. S當(dāng)奧氏體過冷度極大,急速冷卻至240C以下時(shí),會(huì)發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變。馬氏體的轉(zhuǎn)變是非擴(kuò)散性的,因此轉(zhuǎn)變速度極快,這也是我們后面熱處理中對(duì)于冷卻手段選擇的一個(gè)重要依據(jù)。0 D. e5 l5 [) E1 ~  `: B
關(guān)于馬氏體,這里也不過多介紹,請(qǐng)參考之前章節(jié)中關(guān)于馬氏體的介紹。* u2 K8 @' f* g
這里只說一個(gè)方面。馬氏體硬度很高,其硬度隨含碳量的增高而升高。含碳0.2%的鋼,其馬氏體硬度約為HRC37;0.5%時(shí),硬度為HRC60;T8鋼的硬度達(dá)到HRC62~65。而當(dāng)含碳量超過0.8%的過共析鋼十,由于參與奧氏體的增多,硬度有所下降,但馬氏體本身的硬度依舊繼續(xù)升高。具體參考下圖。
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[attach]368431[/attach]; p( @$ ^/ m7 j' }& a# h7 @6 V
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篇幅原因,這次就說到這。關(guān)于C曲線的變動(dòng)和C曲線的應(yīng)用,將會(huì)放到雜談八中敘述。應(yīng)該會(huì)是明天更新。感謝大家,歡迎討論。
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補(bǔ)充內(nèi)容 (2015-11-23 23:30):' P, I% @/ y6 g- I7 {
錯(cuò)誤訂正。在馬氏體低溫轉(zhuǎn)變一段內(nèi)。原文中“由于參與奧氏體的增多”,屬于輸入錯(cuò)誤,應(yīng)該為“殘余奧氏體的增多”。感謝后面大俠的指出。
作者: zerowing    時(shí)間: 2015-10-24 08:52
插一句:之前有帖子說45#鋼的淬火硬度只有37,讓我非常的不解。以0.45%的含碳量,作水淬,45鋼硬度至少在HRC55左右了。很納悶?zāi)莻€(gè)37的淬火是做得什么!
作者: zms9439    時(shí)間: 2015-10-24 09:35
挺好,再學(xué)習(xí)一邊
作者: 召喚師170    時(shí)間: 2015-10-24 10:53
我以為不會(huì)更新了,斷了很久了,剛好我也看到這里,比這個(gè)進(jìn)度稍微快一點(diǎn)。大學(xué)教材五十幾頁(yè)的熱處理,以前反反復(fù)復(fù)看了好幾遍,也沒搞懂,這段時(shí)間結(jié)合帖子加上網(wǎng)上搜索,比以前明朗多了,但是感覺還是不太會(huì)用,希望全篇結(jié)束的時(shí)候可以,針對(duì)那幾把火,結(jié)合相圖和C圖給我們講解一下具體運(yùn)用。
作者: xudingjia820    時(shí)間: 2015-10-24 12:37
我也來學(xué)習(xí)的!
作者: 水水5    時(shí)間: 2015-10-24 13:20
我也補(bǔ)充一點(diǎn),不知道對(duì)不對(duì):' ^" Z  `7 U8 C' M5 [8 \% g! ?
自然爐冷獲得的共析鋼組織為珠光體。熱處理是“再次加熱”然后冷卻,這點(diǎn)樓主已經(jīng)提過了。+ \0 h5 t, f) D( ?! M% u5 d2 m
再次加熱到多少溫度合適呢?我理解再次加熱的目的應(yīng)該是為了獲得奧氏體。照理說加熱到727就應(yīng)該發(fā)生珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變。6 U# j: y& C# e; ^: G0 p3 g8 A+ Z
和過冷度類似,這里是不是也有個(gè)“過熱度”?一般是加熱到相變溫度以上多少呢?這個(gè)這本書上說了一大堆,我也看的稀里糊涂的。
% k8 D) J, p3 Q5 v8 v0 w我覺得弄懂這一點(diǎn),對(duì)小作坊的熱處理很有指導(dǎo)意義。小作坊的熱處理一般都是火焰加熱然后水冷,工件轉(zhuǎn),于是連續(xù)熱處理。
作者: alm1234560    時(shí)間: 2015-10-24 17:46
說得很好,學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)!
作者: 我要學(xué)機(jī)械oyeah    時(shí)間: 2015-10-24 23:46
感謝作者的文章,回憶起材料的一些概念,現(xiàn)在要用才發(fā)現(xiàn)很多不懂。不知作者對(duì)退磁是否有類似的學(xué)習(xí)性短篇,最近有用到這個(gè)工藝。
作者: aysuio    時(shí)間: 2015-10-25 09:21
這才是正經(jīng)帖子,原來已有七個(gè)章節(jié),果斷收藏了,慢慢讀,小子還是小白
作者: kuailin    時(shí)間: 2015-10-26 13:36
熱處理的1-6在哪啊?為什么大俠的廣播只有7-9?
作者: 機(jī)小妖    時(shí)間: 2015-10-26 15:20
才補(bǔ)上,感謝大俠!還有z俠,liao大
作者: 番茄西瓜    時(shí)間: 2015-10-26 23:28
學(xué)習(xí)啊
作者: 火車司機(jī)1667    時(shí)間: 2015-10-28 14:36
學(xué)習(xí)了,感謝
作者: 戰(zhàn)神123    時(shí)間: 2015-10-28 21:20
學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)
作者: 天天天藍(lán)_    時(shí)間: 2015-11-1 19:04
依稀記得,碳鋼的過冷度是凝固點(diǎn)的0.8倍
作者: 天天天藍(lán)_    時(shí)間: 2015-11-1 22:17
很詳細(xì),比課本有用,辛苦樓主了
作者: 獨(dú)自莫憑欄    時(shí)間: 2015-11-2 14:27
首先多謝作者的辛苦總結(jié)。指出一下。最后一句由于參與奧氏體的增多,硬度有所下降。應(yīng)該更正為殘余奧氏體。這個(gè)錯(cuò)誤很容易產(chǎn)生誤解。
作者: sxl127    時(shí)間: 2015-11-3 15:39
很不錯(cuò),虛心學(xué)習(xí)
作者: sdh白癡    時(shí)間: 2015-11-10 10:42
不是雜談
! Y1 e6 Q' S# z# m' D3 B  T是精談
作者: 看日出的企鵝    時(shí)間: 2016-3-30 15:06
好好學(xué)習(xí)一下
8 [0 {/ _: Y6 c!長(zhǎng)見識(shí)!雖然暫時(shí)用不到!
作者: 看日出的企鵝    時(shí)間: 2016-3-30 15:06
好好學(xué)習(xí)一下
. F( _+ h( m- h+ A2 }1 V!長(zhǎng)見識(shí)!雖然暫時(shí)用不到!
作者: 張生66    時(shí)間: 2016-4-27 16:30
學(xué)習(xí)!
作者: 拔河先鋒官    時(shí)間: 2016-6-1 15:22
多謝樓主普及,頂。6 d+ F6 d! U8 e6 j

作者: 張生66    時(shí)間: 2016-6-1 16:12
學(xué)習(xí)!
作者: yangm_2338    時(shí)間: 2017-2-10 14:37
太感謝了




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