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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(méi)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(kāi)始。! w* M: E) X* y  C% p, e' a$ A7 e

- F7 k2 O0 {/ j' l讀書(shū):《金屬材料及熱處理》 陸大纮 許晉堃 合編: a4 j9 w* @$ h
   人民鐵道出版社- k+ j& D' M. e
   雜談七
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鋼的冷卻組織變化  x5 C8 O0 J* v, s5 d

, w. n# P( S) _+ s4 d, k! D& s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(guò)不同的冷卻控制得到期望組織的過(guò)程。因此,掌握鋼在冷卻時(shí)的組織變化規(guī)律尤為重要。0 o. P0 ~" i' b. p+ [8 y
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(kāi)說(shuō)過(guò)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(guò)控制冷卻過(guò)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(shuō)完,如實(shí)在做不到,也只能分開(kāi)了。呵呵。9 v0 ]$ C/ P- [1 b- ~

- p8 t% B! f0 G. a" s! @5 \2 T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(guò)冷度。過(guò)冷度,是晶體物質(zhì)相變過(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù)。那么什么是過(guò)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(kāi)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(jiàn)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(kāi)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(guò)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(guò)冷度。比如下圖的例子。
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過(guò)冷現(xiàn)象和過(guò)冷度在鋼的冷卻過(guò)程中起著非常關(guān)鍵的作用。因?yàn)檫^(guò)冷度的不同,一方面影響轉(zhuǎn)變從開(kāi)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。" |9 a4 y$ p" v7 \
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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。3 ~3 e+ A, l9 n& u+ H, ]; f
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(guò)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(guò)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(kāi)始點(diǎn)和終了點(diǎn)分別光滑的連接起來(lái),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。2 g+ E( I5 N; F3 b8 B* ^" \, ]
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從C曲線中,我們可以總結(jié)出以下規(guī)律。
7 F  `# R5 z; D! ^1。不同的過(guò)冷度下,轉(zhuǎn)變速度大不相同,最終產(chǎn)物也大不相同。! y( W: D5 v8 k" R) M0 ]2 W' q
2。過(guò)冷度越大,終產(chǎn)物的硬度越高。
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一般來(lái)說(shuō),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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  y0 E; Q& O% T- p$ c, w  c: l1。珠光體轉(zhuǎn)變——高溫轉(zhuǎn)變
6 L5 p7 [9 N# @6 o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(guò)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(kāi)始前的時(shí)間,也就是上圖中開(kāi)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(guò)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(guò)冷度控制。這個(gè)后面會(huì)詳細(xì)解釋。
) M4 [1 M- i+ q8 u* Q3 u. K關(guān)于珠光體,這里不再多說(shuō),請(qǐng)大家參考之前的章節(jié)中關(guān)于珠光體的介紹。% X% G2 X, G3 r  @9 W0 Z0 Z
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2。貝氏體轉(zhuǎn)變——中溫轉(zhuǎn)變。
, F2 F0 |1 q1 [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(guò)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。
, U) @  b* \) A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。
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3。馬氏體轉(zhuǎn)變——低溫轉(zhuǎn)變。* g, {6 e' c1 y/ R5 X% V' X
當(dāng)奧氏體過(guò)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)。
% C7 {. P, k( ~- q# @7 q關(guān)于馬氏體,這里也不過(guò)多介紹,請(qǐng)參考之前章節(jié)中關(guān)于馬氏體的介紹。' G- W! s' G: Y+ i2 E! t& P
這里只說(shuō)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(guò)0.8%的過(guò)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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篇幅原因,這次就說(shuō)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。- x2 _! B3 L, T
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: o, p, W9 b' R6 p0 q補(bǔ)充內(nèi)容 (2015-11-23 23:30):
& H9 F! [5 h2 d" o3 l, d- T! {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(shuō)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(méi)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(jué)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(lái)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):
# ?% J/ g1 C" S: T* W/ i& ]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(guò)了。
: O' e) B* K* \( l7 l7 F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(shuō)加熱到727就應(yīng)該發(fā)生珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變。
' E, f4 ]: R2 |8 e和過(guò)冷度類似,這里是不是也有個(gè)“過(guò)熱度”?一般是加熱到相變溫度以上多少呢?這個(gè)這本書(shū)上說(shuō)了一大堆,我也看的稀里糊涂的。$ U! j- ?2 w. y1 w* W8 V
我覺(jué)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(shuō)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(lái)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(guò)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2 i8 q" a. W* W' x
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
* G) u0 a7 v$ @, Q  A!長(zhǎng)見(jiàn)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
8 X3 M  o! |. o8 h. B!長(zhǎng)見(jiàn)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。
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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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