【文章內(nèi)容簡介】 二相質(zhì)點，阻礙位錯運動。有時稱為沉淀強(qiáng)化。第六章為了對鋼進(jìn)行熱處理，必須首先將鋼加熱到單相A區(qū)，然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s以獲得特定的結(jié)構(gòu)和性能。固態(tài)相變同樣需要一定的過冷度（降溫）或過熱度（升溫），因此，加熱轉(zhuǎn)變實際發(fā)生溫度在平衡臨界點之上，而冷卻轉(zhuǎn)變的實際發(fā)生溫度在平衡臨界點之下。AcAcAccm為升溫引起的奧氏體化溫度上移線ArAr3和Arcm則為降溫時奧氏體分解溫度的下移線 AAAcm、為平衡條件下合金獲得奧氏體的溫度線。奧氏體化過程以共析鋼(Wc＝%)為例，共析鋼在室溫下的組織為層片珠光體，在加熱到Ac1以上，其將轉(zhuǎn)變?yōu)锳，這一過程稱為奧氏體化，這一過程是形核與長大過程 。兩個過程：晶格變化；C的擴(kuò)散1. 在鐵素體和滲碳體的交界處形成奧氏體的核心；2. 奧氏體同時消耗兩相來長大；F晶格轉(zhuǎn)變（BCC174。FCC），滲C體溶解；3. 隨后殘余滲碳體的溶解；4. 奧氏體的均勻化，各處的碳濃度都達(dá)到平均成分。實際晶粒度：指在某一具體熱處理條件下（如加熱溫度、保溫時間）所得到的晶粒大小。它決定于鋼的成分和奧氏體化的工藝過程。本質(zhì)晶粒度：不同的鋼在同樣的加熱條件下，奧氏體的長大傾向性不一樣，為比較不同鋼的晶粒長大傾向，將不同的鋼加熱到930177。10℃，保溫8小時得到的實際晶粒度作為該鋼的本質(zhì)晶粒度。本質(zhì)晶粒度是一材料特性，表示的是鋼在奧氏體化時奧氏體晶粒的長大傾向。 等溫冷卻：將鋼迅速過冷到臨界點(Ar1)以下某一溫度，使奧氏體保持在該溫度下進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變 TTT曲線（Temperature－Time—Transformation）：在某一溫度下A轉(zhuǎn)變量與時間的關(guān)系的曲線。連續(xù)冷卻：將鋼以某一固定速度不停頓地冷卻(到室溫)，使奧氏體在連續(xù)降溫的過程中轉(zhuǎn)變。CCT 曲線（Continuous Cooling Transformation）：在連續(xù)冷卻過程中，A轉(zhuǎn)變量與時間的關(guān)系曲線。過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖，也稱 TTT曲線，或C曲線。它綜合反映了過冷奧氏體在不同溫度下等溫轉(zhuǎn)變的開始和終了時間及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物之間的關(guān)系。鋼在奧氏體化后，當(dāng)溫度降低到Ar1以下，此時奧氏體并不立即轉(zhuǎn)變，要經(jīng)歷一段時間后，才開始轉(zhuǎn)變。把這種存在于Ar1溫度以下暫未發(fā)生轉(zhuǎn)變的不穩(wěn)定奧氏體稱為過冷奧氏體。C曲線特征：（1） 在Ar1線溫度以上，奧氏體穩(wěn)定，不會發(fā)生轉(zhuǎn)變。（2）在Ar1線以下，C曲線以左區(qū)域為過冷A區(qū)，轉(zhuǎn)變終了線以右的區(qū)域為轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)，兩條線之間為轉(zhuǎn)變過渡區(qū)。（3）不同溫度等溫對應(yīng)的孕育期不同，在C曲線“鼻尖”處的孕育期最短，鼻尖以上（Ar1以下），隨溫度↓→孕育期↓，因為形核驅(qū)動力大，但在鼻尖以下，隨溫度↓→孕育期↑這是因為盡管驅(qū)動力大，但原子擴(kuò)散緩慢（受溫度影響）。（4）當(dāng)冷速很快，繞過C曲線的鼻尖，奧氏體快速冷卻到 Ms以下，則發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，Ms為馬氏體轉(zhuǎn)變開始線，Mf為馬氏體轉(zhuǎn)變終了線，兩線之間為奧氏體＋馬氏體兩相混合區(qū)。珠光體型轉(zhuǎn)變區(qū) 溫度：Ar1－550℃依據(jù)F/Fe3C的片層大小，分為：珠光體（粗），索氏體（細(xì)），屈氏體（托氏體）（很細(xì)）貝氏體型轉(zhuǎn)變區(qū)（中溫轉(zhuǎn)變區(qū)）根據(jù)轉(zhuǎn)變溫度的高低，貝氏體轉(zhuǎn)變又分為：上貝氏體轉(zhuǎn)變 （ “鼻尖”到350℃） 下貝氏體轉(zhuǎn)變 （350℃到 MS 點)名 稱 符 號 形 成 溫 度 形 貌 性能 上貝氏體 B上 550 ℃~350 ℃ 羽毛狀 HRC40~50, 韌性差 下貝氏體 B下 350 ℃~Ms 竹葉狀 HRC50~55, 韌性好 B下具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，生產(chǎn)實踐中應(yīng)用于要求高 強(qiáng)韌性的工件（如模具等）馬氏體型轉(zhuǎn)變區(qū)(針對共析鋼）決定于奧氏體的含碳量： ● C＞ wt%： 形成針狀馬氏體 M針； ● C＜ wt%: 形成板條狀馬氏體 M板條； ● %＜C＜%: 形成混合馬氏體。低碳馬氏體性能：具有較高的強(qiáng)度和韌性，即良好的綜合力學(xué)性能。%C鋼淬火后，HRC50、 sb＝1500MPa、 ak＝150－180J/cm2。高碳馬氏體性能：片狀馬氏體具有高的硬度和強(qiáng)度 （ HRC 60），但塑性和韌性很低（ ak＝ 1J/cm2）不管是板條馬氏體還是片狀馬氏體，都具有相當(dāng)高的硬度 （HRC50），其原因是：C在F中的過飽和固溶→晶格畸變→固溶強(qiáng)化→高硬度。對C曲線的影響：C含量：亞共析鋼： 隨著含碳量的增加，C曲線右移 過共析鋼： 隨著含碳量的增加，C曲線左移加熱溫度和保溫時間：T↑，t↑→ Fe3C溶解充分，晶粒粗大（晶界減小）→A穩(wěn)定 → C曲線右移合金元素：除Co以外，幾乎所有元素都會使C曲線右移退火：定義：將鋼（材料）加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，保溫一定時間，然后緩慢冷卻(例如：隨爐冷卻)，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝叫做“退火”。作用：消除殘余內(nèi)應(yīng)力、改變組織的形態(tài)。 退火類別：完全退火 球化退火 去應(yīng)力退火 不同類型的退火選用不同的溫度。完全退火（用于亞共析鋼）方法：將亞共析鋼加熱到Ac3以上30~50℃，保溫一定時間，緩慢冷卻。目的：通過重新結(jié)晶細(xì)化晶粒，改善鋼錠或坯料粗大，不均勻的原始組織，充分（1）消除內(nèi)應(yīng)力，（2）降低硬度，（3）防止開裂。組織：F + P（接近平衡組織）球化退火 （適用于共析鋼和過共析鋼）方法：將共析鋼或過共析鋼加熱在A1以上30－50℃長時間保溫，使Fe3C球化。然后極緩慢冷卻，使A發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變。組織：鐵素體的基體上均勻分布顆粒狀的滲碳體，稱為球狀珠光體。去應(yīng)力退火方法：將鋼緩慢加熱到A1以下某一溫度（如：200－400 C)，保溫后慢冷。 目的：完全消除殘余內(nèi)應(yīng)力。 組織：無相變發(fā)生，無組織明顯變化。正火：定義：將鋼加熱到AC3（亞共析鋼）或ACcm(過共析鋼)以上30－50℃保溫一段時間后，再空冷得到珠光體型組織的工藝。 注：合金鋼在空氣中連續(xù)冷卻可能發(fā)生珠光體型、貝氏體型甚至馬氏體型相變，但正火一般是指空冷時發(fā)生珠光體型轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。用途：亞共析鋼：在低、中碳鋼中代替完全退火。（消除缺陷和內(nèi)應(yīng)力 ，降低硬度，均勻組織）。過共析鋼：因空氣冷卻速度較快，先析出相 Fe3C 的量較少，不能連成網(wǎng)狀，故起到消除網(wǎng)狀組織的作用。淬火：定義：將鋼加熱到A后，以大于Vk的速度快速冷至Ms點以下以獲得馬氏體組織的熱處理工藝，叫作“淬火”。目的：提高鋼的硬度和耐磨性。注：馬氏體不是熱處理所要得到的最終組織，馬氏體再經(jīng)過適當(dāng)?shù)幕鼗?，可以得到需要的組織和使用性能。淬火后獲得的馬氏體——淬火馬氏體 回火后獲得的馬氏體——回火馬氏體常用介質(zhì)：鹽水、堿水：10－15％的NaCl水溶液，這是最強(qiáng)的冷卻介質(zhì)。清水：直接冷卻，冷卻能力也很強(qiáng)。 堿浴、硝鹽?。涸?20－180℃以上的溫度下有好的冷卻能力（適用于分級淬火）。 礦物油 冷卻能力約為水的1/4－1/8，適用于大多數(shù)合金鋼，可以有效防止零件的變形開裂。 原則：淬火時既要快冷獲得M，又要盡可能減少變形和開裂?；鼗穑憾x：將淬火后的鋼件加熱到AC1以下某一溫度，等溫一段時間后，再冷卻至室溫而獲得不同組織的熱處理工藝叫“回火”目的：消除內(nèi)應(yīng)力：鋼在淬火后，存在較大的內(nèi)應(yīng)力（熱應(yīng)力和相變應(yīng)力），容易出現(xiàn)開裂利用回火可以消除或減小內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到防止變形開裂。穩(wěn)定組織和尺寸：淬火后的組織為馬氏體＋殘余奧氏體，它們都不是穩(wěn)定組織，使用過程中會發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而帶來零件的尺寸和性能的變化。利用回火讓可能變化的組織發(fā)生轉(zhuǎn)變，達(dá)到穩(wěn)定零件的組織性能和尺寸。調(diào)整性能：淬火后得到的馬氏體的碳含量較高，材料的硬度高，脆性大，通過回火處理，達(dá)到所需要的強(qiáng)度、塑性和韌性的組合。便于加工：降低硬度，便于機(jī)械加工