【正文】 板條馬氏體 片狀馬氏體 W（ C） ≥ %時： 形成片狀馬氏體（針狀馬氏體），片狀馬氏體內部的亞結構主要是孿晶。 2） 馬氏體的形成過程 （ a） 當奧氏體過冷到 MS點時 ， 首先在晶粒內的某些晶面上生成馬氏體晶核 ， 并迅速長大； （ b） 馬氏體轉變不依靠已形成馬氏體晶體的長大 ， 而且依靠出現(xiàn)新的馬氏體晶核 ， 即馬氏體形成與 t保 無關 。 ③ 過共析鋼的正火可消除網(wǎng)狀碳化物 。 各種退火和正火的一般加熱范圍 名稱 目的 工藝制度 組織 應用 完全 退火 細化晶粒，消除鑄造偏析，降低硬度，提高塑性 加熱到 AC3＋20～ 50℃ ，爐冷至 550 ℃ 左右空冷 F＋ P 亞共析鋼的鑄、鍛、軋件，焊接件 球化 退火 降低硬度，改善切削性能，提高塑性韌性，為淬火作組織準備 加熱到 AC1＋20～ 40℃ ，然后緩冷 片狀珠光體和網(wǎng)狀滲碳體組織轉變?yōu)榍驙? 共析、過共析鋼及合金鋼的鍛件、軋件等 擴散 退火 改善或消除枝晶偏析，使成分均勻化 加熱到 Tm100～200 ℃ ，先緩冷，后空冷 粗大組織（組織嚴重過燒） 合金鋼鑄錠及大型鑄鋼件或鑄件 再結晶 退火 消除加工硬化，提高塑性 加熱到再結晶溫度，再空冷 變形晶粒變成細小的等軸晶 冷變形加工的制品 去應力 退火 消除殘余應力，提高尺寸穩(wěn)定性 加熱到 500～ 650 ℃ 緩冷至 200 ℃空冷 無變化 鑄、鍛、焊、冷壓件及機加工件 常用退火工藝制度小結 ? 正 火 正火將鋼加熱到 AC3以上溫度并保溫，出爐空冷至室溫 的熱處理工藝。區(qū)別在于： 亞共析鋼 曲線 左移 ，在其上方多了一條過冷奧氏體轉變 為鐵素體的轉變 開始線； 過共析鋼 曲 線 右移 ，在其上 方多了一條過冷 奧氏體析出二次 滲碳體的開始線。 板狀馬氏體 ① 馬氏體變溫形成，與 t保 無關； ②馬氏體轉變不完全性，鋼 中常存在殘余 A（性能下降） , 常要求淬火 T接近 Mf “冷處理” . ③ 馬氏體性能與含碳量有關 非擴散型（ Fe和 C均不擴散） C在 αFe中的過飽和固溶體（ bcc） 240～ 50 M 片（針）狀馬氏體 馬氏體 板狀：低碳鋼中， F和 的復相組織。 該曲線下部還有兩條水平線 ， 分別表示奧氏體向馬氏體轉變的 開始溫度 Ms線和 轉變結束溫度 Mf線 。鋼在冷卻時的組織轉變實質上是過冷奧氏體的組織 轉變。 加熱速度 加熱速度越快，過熱度越大，奧氏體實際形成溫度 越高，可獲得細小的起始晶粒。通常 1～ 4級為粗晶粒 度， 5～ 8級為細晶粒度。 2）奧氏體晶核長大： 奧氏體晶核形成以后，依靠鐵、 碳原子的擴散，使鐵素體不斷向奧氏體轉變和滲碳體不 斷溶入到奧氏體中去而進行的。 ? 加熱時鋼的組織轉變 奧氏體的形成過程 鋼在加熱時奧氏體的形成過程又稱為 奧氏體化 。 第三節(jié) 鋼的熱處理 鋼鐵材料的強韌化重要有兩個途徑：一是對鋼鐵材料實施熱處理；二是通過調整鋼的化學成分，加入合金元素（亦即鋼的合金化原理），以改善鋼的性能。 ? 固態(tài)相變的動力力學條件 ： 固態(tài)相變的動力學主要討論 相變進行的速率問題 ， 固態(tài)相變的速率是形核率和長大速率的函數(shù)，即與相變 溫度有關的函數(shù)。 無擴散型相變的特點 是相變中原子不發(fā)生擴散、原 子作有規(guī)則的近程遷移，以使點陣改組；相變中相鄰原 子的相互位置不變。一種相變可同時包括一種、兩種或三種變化。 鋼的形變熱處理 固溶強化 加工硬化 回火索氏體 第二相強化 細晶強化 固溶強化 ? 固態(tài)相變 塑性金屬材料的強化機制表明 ： 通過熱處理中的加熱和冷卻過程使合金產(chǎn)生固態(tài)相變，從而合金組織發(fā)生變化，最終導致材料性能產(chǎn)生變化。 塑性、強度較高。 1） 生產(chǎn)中可通過對馬氏體進行回火的方法獲得彌散分布 的第二相； 2） 也可通過共晶化合物進行熱壓力加工獲得； 3） 還可通過共析反應獲得； 4） 另外還可通過粉末冶金方法獲得。 曲線分為三階段 1）易滑移階段（位錯少干擾） 2）線性硬化階段（位錯塞積） 3）拋物線硬化階段（螺旋位錯 啟動，位錯密度下降） 加工硬化曲線： 晶粒度對加工硬化曲線的影響 加工硬化的實質 ： 是金屬塑性變形時內部產(chǎn)生滑移，使 晶粒變形和細化亞組織，因而產(chǎn)生大量的位錯，晶格嚴重 畸變，內部應力增加，其宏觀效應就是加工硬化。 （ 2）在世界范圍掀起了研究納米材料的狂潮。（它對位錯有“釘扎”作用） ? 細晶強化 ： 合金的晶粒越細小，內部的晶粒和晶界的數(shù)目就越 多。 ? 固溶強化 ： 當合金由單相固溶體構成時，隨溶質原子含量的增加，其塑性變形抗力大大提高，表現(xiàn)為強度和硬度上升，塑性和韌性值下降。 對金屬材料進行熱處理主要源于提高其綜合機械性能 ， 符合材料在設計和制備過程中所遵循的“ 成分－組織－性能 ” 的原則 。 1850～ 1880年，對于應用各種氣體 (諸如氫氣、煤氣、 一氧化碳等 )進行保護加熱曾有一系列專利。但當時作為個人“手 藝”的秘密，不肯外傳，因而發(fā)展很慢。 隨著淬火技術的發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)淬冷劑對淬火 質量的影響。第一節(jié) 熱處理的發(fā)展史 第二節(jié) 熱處理的理論基礎 第三節(jié) 鋼的熱處理 第四節(jié) 固溶與時效處理 第四章 金屬材料熱處理 公元前六世紀 ， 鋼鐵兵器逐漸被采用 ， 為了提高鋼 的硬度 ， 淬火工藝遂得到迅速發(fā)展 。 白口鑄鐵的柔化處理就是制造農具的重要工藝。 中國出土的西漢 (公元前 206～公元 24)中山靖王墓中 的寶劍 ,心部含碳量為 ～ %，而表面含碳量卻達 %以上，說明已應用了滲碳工藝。與此同時，人們還研究了在金屬熱 處理的加熱過程中對金屬的保護方法，以避免加熱過程 中金屬的氧化和脫碳等。 在鑄造 、 壓力加工和焊接成形過程中 ， 不可避免地存在組織缺陷 。 斷裂強度 屈服強度 σb≥σk σb≤σk 脆性材料 塑性材料 脆性材料的強度 通常以 σk表示 塑性材料的強度 通常以 σb表示 大部分金屬材料屬于塑性材料，其塑性變形是靠位錯的運動而發(fā)生的，因此，任何阻止位錯運動的因素都可以成為提高金屬材料強度的途徑 。 不同溶質原子在位錯周圍的分布狀態(tài) Cotrell氣團模型 ： 溶質原子與位錯彈性交互作用的結果，使溶質原子趨于聚集在位錯的周圍，以減小點陣畸變， 降低體系的能量。 雙晶粒拉伸示意圖 低碳鋼的 σs 與晶粒大小的關系 在右圖中，低碳鋼的 σs 與晶粒直徑平方根的倒數(shù)呈線 性關系，可用下式表示： σs＝ σ0+Kd－ 1/2 …… Hall － Petch公式 細晶強化理論的提出： （ 1）針對不