【正文】 θ ’相為正方點(diǎn)陣： a＝ b＝ ， c＝ ， 它與基體部分共格 ， 與基體的位向關(guān)系為 {100}θ ’//{100}基體 。 而 θ ’是光學(xué)顯微鏡下觀察到的第一個(gè)脫溶產(chǎn)物 ， 也呈圓片狀或碟形 ， 尺寸為 100nm數(shù)量級 。 現(xiàn)在人們把其他合金中的偏聚區(qū)也成為 。 （ 1）沉淀強(qiáng)化相是硬度高的質(zhì)點(diǎn)； （ 2）加入鋁中的合金元素應(yīng)有較高的極限固溶度，且其隨 溫度降低而顯著減??； （ 3）淬火后形成的過飽和固溶體在時(shí)效過程中能析出均勻， 彌散的共格或半共格的亞穩(wěn)相，基體中能形成強(qiáng)烈的 應(yīng)變場。 ? 化學(xué)熱處理新工藝： 離子轟擊熱處理： 在真空氣氛下 ， 將含 C、 N、 S等離子 束高速轟擊到工件表面，工件迅速受熱升溫至碳化或氮化溫度，同時(shí)原子進(jìn)入工件表面形成滲碳層或滲氮層等。 真空熱處理： 目前 ， 實(shí)際生產(chǎn)中還采用以下先進(jìn)工藝：利用高能量密度對零件作超高速加熱 ， 然后自激淬火 ， 具有不氧化 、 不脫碳 、 變形小 、 表面光潔 ， 提高硬度 、 耐磨性和疲勞強(qiáng)度等的 高頻和超高頻脈沖熱處理 和 激光熱處理 以及 電子束熱處理 。 鋼的碳氮共滲（氰化）： 碳氮共滲 是同時(shí)向鋼件表面滲入碳和氮原子的化學(xué)熱處理工藝，也俗稱為 氰化 。 常用的滲氮方法有 氣體滲氮 、離子滲氮、 氮碳共滲（軟氮化） 等。 其目的是 通過滲碳及隨后的淬火和低溫回火，使表面獲得高碳回火馬氏體，具有高硬度、耐磨性和抗疲勞性能；而心部為低碳回火馬氏體或索氏體，具有一定的強(qiáng)度和良好的韌性配合。 ③ 表層存在很大的殘余壓應(yīng)力 。在 250～ 400℃ 回火時(shí)出現(xiàn)的脆性稱為 低溫回火脆性 ，又叫 第一類回火脆性 ；而在 450～ 650℃ 溫度范圍內(nèi)回火時(shí)出現(xiàn)的脆性稱為 高溫回火脆性 ，也叫 第二類回火脆性 。 第四階段（ 400℃ 以上） ： 碳化物聚集長大，溫度越高碳化物越大，得到粒狀碳化物與鐵素體的機(jī)械混合物，即回火索氏體。 （ 3）對受力大而復(fù)雜的工件，為確保組織性能均勻一致， 可選用淬透性大的鋼。 常用淬火冷卻方法 為了保證獲得所需淬火組織 ， 又要防止變形和開裂 ，必須采用已有的淬火介質(zhì)再配以各種冷卻方法才能解決 。 鋼的淬火工藝 2）淬火保溫時(shí)間 淬火保溫時(shí)間主要根據(jù)鋼的成分特點(diǎn)、加熱介質(zhì)和零件尺寸來確定。 4） 馬氏體的力學(xué)性能 馬氏體的塑性和韌性主要取決于它的亞結(jié)構(gòu) 。 鋼在淬火時(shí)的組織和性能變化 1） 獲得馬氏體的條件 （ a） 通過加熱使鋼具有奧氏體組織； （ b） 冷卻速度超過臨界冷卻速度； （ c） 在 Ms～ Mf溫度范圍使過冷奧氏體發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變 。 ? 鋼的普通熱處理 ? 退火 將鋼加熱到一 定溫度進(jìn)行保溫， 緩冷至 600℃ 以下， 再空冷至室溫的熱 處理工藝。 過冷奧氏體等溫冷卻曲線形似 “ C”字 ， 故俗稱 C曲線 ，反應(yīng)了 “ 溫度－時(shí)間－轉(zhuǎn)變量 ” 的關(guān)系 ， 所以 C曲線又稱為 TTT 圖 （ TemperatureTime － Transformation Diagram） 。 A1 過冷奧氏體等溫冷卻曲線的繪制 通常將處于 A1以下溫度尚未發(fā)生轉(zhuǎn)變的奧氏體稱為 過冷 奧氏體 。通常將晶粒 大小分為 8級， 1級最粗， 8級最細(xì)。 通常把加熱時(shí)的臨界溫度標(biāo)以字母“ C”， 如 AC AC ACm等；把冷卻時(shí)的臨界溫度標(biāo)以字母“ r”， 如 Ar Ar Arm等 。 與液態(tài)凝固時(shí)相比較，固態(tài)相變形核增加了一項(xiàng)應(yīng)變能，即 △ G ＝ － V△ GV ＋ Sσ＋ V△ Ge 式中： V為新相體積； S為新、舊相的界面積；△ GV 和△ Ge分別表示形成單位體積新相時(shí)自由能和應(yīng)變能； σ表示新、舊相界單位面積的界面能。 固態(tài)相變主要包括三種基本變化 ： 1）晶體結(jié)構(gòu)的變化； 2）化學(xué)成分的變化； 3）有序程度的變化。 b：珠光體中， Fe3C與鐵素體呈平行間隔分布。加工硬化（冷變 形）是熱處理不能強(qiáng)化的金屬材料的主要強(qiáng)化方法。 不同溶質(zhì)原子在位錯(cuò)周圍的分布狀態(tài) Cotrell氣團(tuán)模型 ： 溶質(zhì)原子與位錯(cuò)彈性交互作用的結(jié)果，使溶質(zhì)原子趨于聚集在位錯(cuò)的周圍，以減小點(diǎn)陣畸變， 降低體系的能量。 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 。 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(dá) %以上，說明已應(yīng)用了滲碳工藝。第一節(jié) 熱處理的發(fā)展史 第二節(jié) 熱處理的理論基礎(chǔ) 第三節(jié) 鋼的熱處理 第四節(jié) 固溶與時(shí)效處理 第四章 金屬材料熱處理 公元前六世紀(jì) ， 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 。但當(dāng)時(shí)作為個(gè)人“手 藝”的秘密，不肯外傳，因而發(fā)展很慢。 對金屬材料進(jìn)行熱處理主要源于提高其綜合機(jī)械性能 ， 符合材料在設(shè)計(jì)和制備過程中所遵循的“ 成分－組織－性能 ” 的原則 。（它對位錯(cuò)有“釘扎”作用） ? 細(xì)晶強(qiáng)化 ： 合金的晶粒越細(xì)小，內(nèi)部的晶粒和晶界的數(shù)目就越 多。 曲線分為三階段 1）易滑移階段（位錯(cuò)少干擾） 2）線性硬化階段（位錯(cuò)塞積） 3）拋物線硬化階段（螺旋位錯(cuò) 啟動(dòng)，位錯(cuò)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(shí)質(zhì) ： 是金屬塑性變形時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生滑移，使 晶粒變形和細(xì)化亞組織，因而產(chǎn)生大量的位錯(cuò)，晶格嚴(yán)重 畸變，內(nèi)部應(yīng)力增加，其宏觀效應(yīng)就是加工硬化。 塑性、強(qiáng)度較高。一種相變可同時(shí)包括一種、兩種或三種變化。 ? 固態(tài)相變的動(dòng)力力學(xué)條件 ： 固態(tài)相變的動(dòng)力學(xué)主要討論 相變進(jìn)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(guān)的函數(shù)。 ? 加熱時(shí)鋼的組織轉(zhuǎn)變 奧氏體的形成過程 鋼在加熱時(shí)奧氏體的形成過程又稱為 奧氏體化 。通常 1～ 4級為粗晶粒 度， 5～ 8級為細(xì)晶粒度。鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變實(shí)質(zhì)上是過冷奧氏體的組織 轉(zhuǎn)變。 板狀馬氏體 ① 馬氏體變溫形成，與 t保 無關(guān)； ②馬氏體轉(zhuǎn)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(guān) 非擴(kuò)散型（ Fe和 C均不擴(kuò)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(fù)相組織。 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(yīng)用 完全 退火 細(xì)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(zhǔn)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(zhuǎn)變?yōu)榍驙? 共析、過共析鋼及合金鋼的鍛件、軋件等