【文章內(nèi)容簡介】 0℃。 當(dāng)加熱溫度繼續(xù)升了，經(jīng)過Ac3或 Acm以上很多時，及保溫時的不恰當(dāng)延長，均會促使奧氏體 A 晶粒的長大，這種“長大”經(jīng)過是靠大晶粒吞并（或聚集）小晶粒來實現(xiàn)的，粗大的 A 晶粒在以后冷卻下來時會得到是粗大晶粒的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，從而使鋼的性能，特別是а k 值顯著下降，引起淬火過程中變型與開裂傾 向也增大，這種由于加熱溫度過高，引起 A晶粒粗大的現(xiàn)象稱為“過熱”，一旦產(chǎn)生這種情況，可采用重新退火或正火，控制最高加熱溫度加 m 消除；若加熱溫度更高（接近于固相線 AE線）這時不只是晶粒的粗大，而且還會造成 A體晶粒邊界嚴重氧化和低熔點 9 組成物的溶化。（如 Α FeS熔點 985℃），破壞了晶粒間的相互聯(lián)系， 以 致使工件報廢，這種現(xiàn)象稱作“過燒”或叫“燒毀”。 鋼材的晶粒度分為 1－ 8級 YB27－ 64。規(guī)定，加熱到 930℃奧氏體的晶粒度分線，測定方法是將制成試樣在放大 100 倍的顯微鏡下觀察，并與標準晶粒度做比較，以確定 A 氏體實際晶粒大小，因 A 晶粒度決定了室溫組織的晶粒度，所以以室溫樣塊作對照；有兩種分發(fā)一可認為 1－ 3 級為粗晶粒， 4－ 6 級為中等晶粒， 7－ 8 級為細晶粒，在評定鋼材時一般加熱到 930℃時，具有 1－ 4級晶粒的稱為“本質(zhì)粗晶粒鋼”而 5－ 8級晶粒度的稱為本質(zhì)細晶粒鋼，增加合金元素可以調(diào)整同種加熱溫度的鋼材晶粒度。 （二）碳 及 合金元素對加熱轉(zhuǎn)變的影響 在加熱亞共析或過共析鋼時，其奧氏體的形成過程是在珠光體 P 轉(zhuǎn)變成 A 的還有鐵素體а Α Fe或二次滲碳體繼續(xù)向 A轉(zhuǎn)變或溶解的過程。 合金元素對奧氏體形成的影響，大致歸納為如下兩點： （ 1）除個別合金元素如 Mn、 Ni 造成臨界點降低處， TiMo、 W、 SiCr 由強至弱，均在不同程度上提高了鋼的臨界點 Ac Ac Acm。 （ 2）除 CO 等外，大多數(shù)合金元素都會減慢碳在 A 中的擴散速度也較小，所以溫度較高外必須進行較長的保溫時間，或采取二次加熱。 （ 3）碳及合金元素對 A晶粒的影響 a、共析鋼加熱時 A 晶粒最易長大。 b、過共析鋼加熱到 Ac1 以上不太高時由于大量二次 Α Fe3CII的存在，可以得到比較細的晶粒。 c、各種合金鋼中，除了個別合金元素如： Mn、 P 等外，大多數(shù)合金元素使鋼不同程度的細化，尤其是 強烈形成碳化物的元素 Ti、 V、 Al、 Nb、 W、 Mo、 Cr由強到弱，均能阻止奧氏體晶粒長大，從而細化晶粒，原因是合金元素在鋼中形成難于溶解于 A 的碳化物及氮化物分布在 A 的晶界上，會阻止 A晶粒長大，影響較弱的元素 Si 和 Ni，只有 Mn元素起到促進奧氏體晶粒長大， Ti、 V、 Al 常作為細化晶粒元素加入鋼中，減少加熱時的過熱傾向。 因此，合金鋼淬火加熱溫度稍高，仍可獲得細晶粒奧氏體，只有錳鋼熱敏感性較大，應(yīng)選擇較低的淬火加熱溫度。 （三）鋼在高溫 A 狀態(tài)冷卻轉(zhuǎn)變 （ 1）鐵碳圖、 C 形線、自熱冷卻轉(zhuǎn)變的幾個圖表。 10 鐵 碳合金平衡圖 11 δ Α Fe 體心立方晶格 1390℃～ 1534℃ C ％以下 γ Α Fe 面心立方晶格 910℃～ 1390℃ а Α Fe 體心立方晶格 910℃以下 實際加熱臨界點 實際冷卻臨界點 A3亞共析鋼 A轉(zhuǎn)變線 Ac3 Ar3 Acm過共析鋼 A轉(zhuǎn)變線 Accm Arcm A1珠光體→ A 轉(zhuǎn)變線 Ac1 Ar1 12 代號 P 珠光體、 S索氏體、 T屈氏體、 B貝氏體、 M馬氏體、 F鐵素體、 Α Fe3C 滲碳體、A 奧氏體、 Y 液體、 L 萊氏體、δ Α Fe 高溫鐵素體、γ Α Fe 中溫鐵素體。а Α Fe 低溫鐵素體。 13 M馬氏體叫過飽和а Α Fe 固溶體 M體積大， A 體積小（同質(zhì)量）， A→ M，體積膨脹，因此過冷 A可能出現(xiàn)殘余 A，是個不穩(wěn)定，造成內(nèi)應(yīng)力開裂、變形、硬度低等。珠光體和殘余 A含量反應(yīng)熱處理水平。 消除殘余 A，采取冷處理 50～ 80℃，再做一次回火處理消除殘 A。 高碳鋼，淬火 560℃ ，回火三次， 每 次保溫 1小時，應(yīng)能消除殘 A。 隨碳量增加，飽和度增加， m硬度增加 14 （ 2）碳在鋼中含量對 C形成形狀位置的影響 與共析鋼比較，亞共析和過共析鋼，都會造成 A穩(wěn)定性變差，即在含 C 量高于 ％或低于 ％范 圍的材料， C形線發(fā)生左移，在 A向 P 轉(zhuǎn)變前還分別有下貝氏體和滲碳體析出，析 出量過冷量 的增加而減少。 合金元素對 A 分解有推遲作用，使 C 曲線右移，故合金鋼采用油淬，空氣淬火，一些碳化物元素，如 Cr、 Mo、 W、 V 還會使 C曲線形狀發(fā)生改變使 A→ P， A→ B分開。 C曲線除受 A 成分影響外還同 A 的晶粒度、均勻度及不溶于 A的質(zhì)點有關(guān)， A晶粒越大，C形曲線右移，成分越均勻，越難分解，也會右移。 凡不溶于 A的質(zhì)點（如碳化物、氮化物）越多， A發(fā)生分解時成為天然核心，使 C左移，即加熱溫度愈高， A成分愈均勻，晶粒越大，碳化物溶入奧 氏體中量就愈多，使 A 穩(wěn)定性增加，結(jié)果使 C曲線右移，只有當(dāng)合金碳化物溶入奧氏體時，才能減慢 A分解速度，如果在 A的晶界未被溶入，反而會加快奧氏體分解速度，使 C曲線左移。 （ 3）合金元素對 M 點的影響 除 Al、 Co外， A中的合金元素都會使 M 點降低，依次 Mn、 Mo、 Cr、 Ni、 Cu對 M點降的越厲害，測淬火后殘余 A量也就越多。 合金元素對馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度 Ms點的影響 15 合金元素對殘余奧氏體量的影響 （ 4）合金元素對回火的影響 合金鋼的回火穩(wěn)定性比相應(yīng)的 C 鋼來的好，其原 因在于回火時，合金元素不僅自動擴散速度較慢，還起到了阻礙碳原子從馬氏體中析出和阻礙碳化物聚集的緣故。 各種合金元素對材料強度、塑性、高溫強度、過熱傾向、淬透性、回火穩(wěn)定性、回火脆性的影響。 （ 5）鋼在回火中的組織與性能的變化 ①馬氏體分解：淬火 M 是過飽和а固溶體， 20～ 150℃回火時， M 內(nèi)部不斷析出細小碳化物，從而使碳化物周圍局部區(qū)域的 M的含碳量下降 。在 150～ 350℃時， M 的含碳量繼續(xù)下降，直到 350℃時， M分解結(jié)束，а固溶體中含碳量接近于正常的飽和狀態(tài)，內(nèi)應(yīng)力減少大為下降。 ②殘余 A的轉(zhuǎn)變，殘余 A在 200～ 300℃回火分解為過飽和的а固溶體 +碳化物，過飽和的а固溶體的含碳量與回火至同樣溫度的 M 一樣。碳化物為薄片狀，以后在繼續(xù)加熱時，滲碳體將逐漸球化。 ③碳化物的形成和長大，實驗證明，在 350℃以下回火時，由馬氏體 中 最初分解出的碳化物并非滲碳體（是什么？），而是一種呈薄片狀的極不穩(wěn)定的鐵碳化合物，隨溫度的升高，將轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀的比較穩(wěn)定的滲碳體，溫度繼續(xù)上升，滲碳體顆粒不斷聚集長大。 性能的溫升變化： 200℃以上時↑ 硬度↓ 內(nèi)應(yīng)力↓ а k↑ δ b↑ 300℃左右時 ， δ b隨硬度↓而下 降， 而Ψ↑ а k↑， 650℃左右時， Ψ和а k達到最大值， 650℃較多時， Ψ和а k因晶粒的粗化而有所降低。 16 合金鋼 碳鋼中特意加入一些合金元素的鋼，常用的合金元素鉻 Cr、錳 Mn、硅 Si、鋁 Al、硼 B、鎢 W、鉬 Mo、釩 V、鈦 Ti、鈮 N