【正文】 擴(kuò)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(yán)重過燒） 合金鋼鑄錠及大型鑄鋼件或鑄件 再結(jié)晶 退火 消除加工硬化，提高塑性 加熱到再結(jié)晶溫度，再空冷 變形晶粒變成細(xì)小的等軸晶 冷變形加工的制品 去應(yīng)力 退火 消除殘余應(yīng)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(jī)加工件 常用退火工藝制度小結(jié) ? 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。 2） 馬氏體的形成過程 （ a） 當(dāng)奧氏體過冷到 MS點時 ， 首先在晶粒內(nèi)的某些晶面上生成馬氏體晶核 ， 并迅速長大； （ b） 馬氏體轉(zhuǎn)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(guān) 。 在相同屈服強(qiáng)度條件下 ， 板條 （ 位錯 ） 型馬氏體比片狀 （ 孿晶 ） 型馬氏體的韌性好得多 。 （ a） 含碳量越高 ， 含合金元素越多 ， 導(dǎo)熱性越差 ， 則保溫時間就越長； （ b） 零件尺寸越大 ， 保溫時間越長； （ c） 生產(chǎn)中常根據(jù)經(jīng)驗確定保溫時間； 3）淬火冷卻速度 淬火冷卻介質(zhì)選擇的原則 ： （ a） 為保證獲得馬氏體組織，要求 V冷卻 ≥ V臨界 ； （ b） 為保證零件不因淬火應(yīng)力而開裂，要求 V冷卻 不應(yīng)太 大，應(yīng)該選擇合適的冷卻介質(zhì)。 通常的 淬火方法 包括單液淬火 、 雙液淬火 、 分級 淬火和等溫淬火 等 ， 如圖所示 。 （ 4）當(dāng)要求工件表面硬度高，而心部韌性好時，可選用 低淬透性鋼。 回火的目的是降低應(yīng)力和脆性，獲得回火馬氏體組織，使鋼具有高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性。 為防止低溫回火脆性，通常的辦法是 避免在脆化溫度范圍內(nèi)回火 。 ④ 不易產(chǎn)生變形和氧化脫碳 。 氣體滲碳示意圖 1） 滲碳方法 滲碳方法有氣體滲碳 、 固體滲碳和液體滲碳 。生產(chǎn)中應(yīng)用較多的是氣體滲氮。碳氮共滲零件的性能介于滲碳與滲氮零件之間。 ? 超高速加熱 強(qiáng)韌化處理 是指同時提高鋼件強(qiáng)度和韌性的熱處理 。 離子轟擊熱處理示意圖如右圖所示 ? 鋼的形變熱處理 ： 形變熱處理 是指將變形強(qiáng)化和熱處理強(qiáng)化結(jié)合起來 的工藝方法 。 ? 沉淀強(qiáng)化的基本條件 脫溶 （ 或沉淀 ） 是指：從過飽和固溶體中析出一個成分不同的新相或溶質(zhì)原子富集的亞穩(wěn)區(qū)過渡相的過程 ， 屬于固態(tài)相變的范疇 。 ： 在電子顯微鏡下觀察呈圓盤狀 ， 直徑約為 8nm， 厚度約為 ～ 。 過渡相的晶體結(jié)構(gòu)與界面： 過渡相往往與基體共格或部分共格 ， 且有一定的結(jié)晶學(xué)位向關(guān)系 。θ ’ 相 的 具 體 成 分 為 ， 很 接 近 于 平 衡 相 θ（ CuAl2） 。 與 ， 在θ ’’相周圍會產(chǎn)生更大的共格應(yīng)變 ， 故其強(qiáng)化效果也比 。 θ ’’呈圓片狀或碟形 ， 直徑為 30nm， 厚度為 2nm。 為紀(jì)念這兩位發(fā)現(xiàn)者 ， 將這種兩維原子偏聚區(qū)命名為 。 自然時效 ：室溫下時效； 人工時效 ：在高于室溫（固溶溫度與室溫之差的 15％到 25％）進(jìn)行時效。 復(fù)合組織可通過調(diào)整熱處理工藝獲得，它的硬度稍低，但韌性大幅提高。 適于中小型零件的處理 。 常用的介質(zhì)是煤氣和氨氣的混合物 。其目的是提高零件表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、熱硬性和耐蝕性等。 將鋼放入滲碳的介質(zhì)中加熱并保溫 ， 使活性碳原子 鋼的滲碳： 滲入鋼的表層的工藝稱為滲碳 。 ② 淬火后馬氏體晶粒細(xì)化 ， 表 層硬度比普通淬火高 2～ 3HRC。 （ 28≤HRC≤ 33） 需要指出，有些鋼在 250～400℃ 和 450～ 650℃ 的范圍內(nèi)回火時，其沖擊韌性比在較低溫度回火時還顯著下降，這種脆化現(xiàn)象稱為回火脆性 。 第三階段（ 260～ 360℃ ） ： 馬氏體繼續(xù)分解，碳原子繼續(xù)析出使過飽和 α 固溶體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體；回火馬氏體中的FexC 轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的粒狀滲碳體，得到鐵素體和極細(xì)滲碳體的機(jī)械混合物，即回火屈氏體。 淬透性的應(yīng)用： （ 1）淬透性大的工件易淬透，組織和性能均勻一致； （ 2）淬火性大的工件在淬火時，可選用冷卻能力較小的 淬火介質(zhì)以減小淬火應(yīng)力。 因而造成嚴(yán)重的污染 。亞共析鋼的淬火加熱溫度通常為 Ac3以上 30～ 50℃ ；過共析鋼的淬火加熱溫度通常為 Ac1以上 30～ 50℃ 。 %≤W （ C） ≤ %時： 形成上述兩種馬氏體的混合組織，含碳量越高，條狀馬氏體量越少而片狀馬氏體量越多。 淬火的必要性 經(jīng)過退火或正火的工件只能獲得一般的強(qiáng)度和硬度，對于許多需要高強(qiáng)度、高耐磨條件下工作的零件則必須淬火與回火處理。 Continuous Cooling Transformation Diagram Vc 臨界冷卻速度： 是指使奧氏體在冷卻過程中直接轉(zhuǎn)變成 馬氏體而不發(fā)生其它轉(zhuǎn)變的最小冷卻速度，即臨界淬火 速度。 其中 ， 以 C曲線最突出處 （ 凸點 ） 所對應(yīng)的溫度孕育期最短 。 ? 冷卻時鋼的組織轉(zhuǎn)變 鋼的冷卻方式 熱處理時常用的冷卻方 式有兩種：一是等溫冷卻 （常用于理論研究）；二是 連續(xù)冷卻（常用于生產(chǎn)）。 AAFPF ACAC ?? ????? ??? 31亞共析鋼的加熱過程： ACFeACFeP cmACⅡACⅡ ?? ????? ??? 33 1過共析鋼的加熱過程： 奧氏體晶粒大小及其控制 1） 晶粒大小的表示方法 晶粒大小廣泛采用的是與標(biāo)準(zhǔn)金相圖片（標(biāo)準(zhǔn)評級 圖）相比較的方法來評定晶粒大小的級別。 隨著加熱和冷卻速度的增加 ， 滯后 現(xiàn)象將越加嚴(yán)重 。 ? 固態(tài)相變的熱力學(xué)條件 ： 固態(tài)相變的熱力學(xué)所涉及的問題主要是反應(yīng)能不能 進(jìn)行，即新相能否形成，最根本的就是反應(yīng)過程△ G＜ 0 是否成立。 材料科學(xué)研究中的固態(tài)相變主要是指溫度改變而產(chǎn)生的相變。 塑性、強(qiáng)度下降。 ? 加工硬化 ： 加工硬化是指金屬材料隨著塑性變形程度的增加，強(qiáng) 度、硬度升高；塑性、韌性下降的現(xiàn)象。其中最主要的是：溶質(zhì) 原子與位錯的彈性交互作用阻礙了位錯的運動。 1901～ 1925年，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)行氣體 滲碳 ； 30年代出現(xiàn)露點電位差計 ,使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢達(dá)到 可控，以后又研究出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進(jìn)一 步控制爐內(nèi)氣氛碳勢的方法； 20世紀(jì) 60年代以來，熱處理技術(shù)運用等離子場，發(fā) 展了離子滲氮、滲碳工藝 ；激光、電子束技術(shù)的應(yīng)用， 又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學(xué)熱處理方法。這說明中 國在古代就注意到不同水質(zhì)的冷卻能力了，同時也注意 了油和尿的冷卻能力。 中國河北省易縣燕 下都出土的兩把劍和一把戟 ， 其顯微組織中都有馬氏體 存在 ， 說明是經(jīng)過淬火的 。 1863年，英國金相學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家展示了鋼鐵在顯 微鏡下的六種不同的金相組織，證明了鋼在加熱和冷卻 時，內(nèi)部會發(fā)生組織改變，鋼中高溫時的相在急冷時轉(zhuǎn) 變?yōu)橐环N較硬的相。 第二節(jié) 熱處理的理論基礎(chǔ) 熱處理是將金屬材料以一定的速度加熱到預(yù)定溫度并