【正文】 ? ⑴ 珠光體： ? 形成溫度為 A1650℃ ，片層較厚， 500倍光鏡下可辨，用符號(hào) P表示 . 光鏡下形貌 電鏡下形貌 三維珠光體如同放在水中的包心菜 ? ⑵ 索氏體 形成溫度為 650600℃ ,片層較薄， 8001000倍光鏡下可辨，用符號(hào) S 表示。 過(guò)冷奧氏體是非穩(wěn)定組織，遲早要發(fā)生轉(zhuǎn)變。 箱式可控氣氛多用爐 真空熱處理爐 第三節(jié) 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變 ? 冷卻是熱處理更重要的工序 。 ? 奧氏體晶粒粗大，冷卻后的組織也粗大，降低鋼的常溫力學(xué)性能，尤其是塑性。 析出顆粒對(duì)黃銅晶界的釘扎 Nb/% 奧氏體晶粒尺寸/μm Nb、 Ti對(duì) 奧氏體晶粒的影響 ? 促進(jìn)奧氏體晶粒長(zhǎng)大的元素： Mn、 P、 C、 N。 ? 加熱時(shí)奧氏體晶粒的長(zhǎng)大傾向稱(chēng) 本質(zhì)晶粒度 。前者晶粒長(zhǎng)大傾向大，后者晶粒長(zhǎng)大傾向小。 溫來(lái)判斷。 ? 隨加熱溫度升高或保溫時(shí)間延長(zhǎng)，奧氏體 晶粒將進(jìn)一步長(zhǎng)大 ，這也是一個(gè)自發(fā)的過(guò)程。 溫度，℃ 共析鋼奧氏體化 曲線(xiàn)（ 875℃ 退火） 共析鋼奧氏體化過(guò)程 ? 亞共析鋼和過(guò)共析鋼的奧氏體化過(guò)程與共析鋼基本相同 。殘余的 Fe3C隨保溫時(shí)間延長(zhǎng)繼續(xù)溶解直至消失。 ? 第二步 奧氏體晶核長(zhǎng)大： ? 晶核通過(guò)碳原子的擴(kuò)散向? 和 Fe3C方向長(zhǎng)大。 鋼坯加熱 ? 一、 奧氏體的形成過(guò)程 ? 奧氏體化也是形核和長(zhǎng)大的過(guò)程， 分為四步。 ? 由于加熱冷卻速度直接影響轉(zhuǎn)變溫度，因此一般手冊(cè)中的數(shù)據(jù)是以 3050℃ /h 的速度加熱或冷卻時(shí)測(cè)得的 . ? 臨界溫度與實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度 ? 鐵碳相圖中 PSK、 GS、 ES線(xiàn)分別用 A A Acm表示 . ? 實(shí)際加熱或冷卻時(shí)存在著過(guò)冷或過(guò)熱現(xiàn)象，因此將 第二節(jié) 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變 ? 加熱是熱處理的第一道工序。 ? 最終熱處理 — 賦予工件所要求的使用性能的熱處理 . 預(yù)備熱處理 最終熱處理 W18Cr4V鋼熱處理工藝曲線(xiàn) 時(shí)間 鋼加熱時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度分別用 Ac Ac Accm表示 。 ? 熱處理工藝： 根據(jù)熱處理原理制定的溫度、時(shí)間、介質(zhì)等參數(shù)稱(chēng) 熱處理工藝 。 鑄造 軋制 ? 熱處理適用范圍 :只適用于 固態(tài)下發(fā)生相變的材料 ，不發(fā)生固態(tài)相變的材料不能用熱處理強(qiáng)化。 ? 總之，重要零件 都需適當(dāng)熱處理后才能使用。 ? 在汽車(chē)、拖拉機(jī)制造業(yè)中 需熱處理的零件達(dá) 7080%。 ? 為簡(jiǎn)明表示熱處理的基本工藝過(guò)程，通常用溫度 — 時(shí)間坐標(biāo)繪出 熱處理工藝曲線(xiàn) 。第五章 鋼的熱處理 ? 改善鋼的性能，主要有兩條途徑： ? 一是合金化 ，這是下幾章研究的內(nèi)容； ? 二是熱處理 ，這是本章要研究的內(nèi)容。 第一節(jié) 概述 ? 熱處理 ： 是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，獲得所需要性能的一種工藝。 ? 在機(jī)床制造中 約 6070%的零件要經(jīng)過(guò)熱處理。 ? 熱處理是一種重要的加工工藝， 在制造業(yè)被廣泛應(yīng)用 . ? 模具、滾動(dòng)軸承 100%需經(jīng)過(guò)熱處理。 ? 熱處理特點(diǎn) : 熱處理 區(qū)kaishi別于其他加工工藝如鑄造 、 壓力加工等的特點(diǎn)是只通過(guò)改變工件的組織來(lái)改變性能，而不改變其形狀。 ? 熱處理分類(lèi) ? 熱處理原理： 描述熱處理時(shí)鋼中組織轉(zhuǎn)變的規(guī)律稱(chēng)熱處理原理 。 (a)940淬火 +220回火（板條 M回 +A‘少） (b)(c)(d)940淬火 +8 780、 750淬火（板條 M+條狀 F+A’少）(e)940淬火 +780淬火 +220回火（板條 M回 +條狀 F+A‘少） (f)780淬火 +220回火（板條 M回 +塊狀 F） 20CrMnTi鋼不同熱處理工藝的顯微組織 ? 根據(jù)加熱、冷卻方式及鋼組織性能變化特點(diǎn)不同，將熱處理工藝分類(lèi)如下： 其他熱處理 普通熱處理 表面熱處理 熱處理 退火正火淬火回火 真空熱處理形變熱處理激光熱處理 控制氣氛熱處理 表面淬火 — 感應(yīng)加熱、火焰加熱、 電接觸加熱等 化學(xué)熱處理 — 滲碳、氮化、碳氮 共滲、滲其他元素等 ? 預(yù)備熱處理與最終熱處理 ? 預(yù)備熱處理 — 為隨后的加工（冷拔、沖壓、切削）或進(jìn)一步熱處理作準(zhǔn)備的熱處理。冷卻時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度分別用 Ar Ar Arcm表示。加熱分兩種：一種是在A1以下加熱，不發(fā)生相變；另一種是 在臨界點(diǎn)以上加熱，目的是獲得均勻的奧氏體組織，稱(chēng) 奧氏體化 ?，F(xiàn)以共析鋼為例說(shuō)明： ? 第一步 奧氏體晶核形成： 首先在 ?與 Fe3C相界形核。 ? 第三步 殘余 Fe3C溶解 : 鐵素體的成分 、 結(jié)構(gòu)更接近于奧氏體，因而先消失。 ? 第四步 奧氏體成分均勻化： Fe3C溶解后，其所在部位碳含量仍很高，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間保溫使奧氏體成分趨于均勻。但由于先共析 ? 或二次 Fe3C的存在，要獲得全部奧氏體組織，必須相應(yīng)加熱到 Ac3或 Accm以上 . 二、 奧氏體晶粒長(zhǎng)大及其影響因素 ? 奧氏體晶粒長(zhǎng)大 ? 奧氏體化剛結(jié)束時(shí)的晶粒度稱(chēng) 起始晶粒度 ,此時(shí)晶粒細(xì)小均勻。奧氏體晶粒長(zhǎng)大過(guò)程與再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大過(guò)程相同。 ? 晶粒度為 14 級(jí)的是 本質(zhì)粗晶粒鋼 , 58 級(jí)的是 本質(zhì)細(xì)晶粒鋼 。 ? 在給定溫度下奧氏體的晶粒度稱(chēng) 實(shí)際晶粒度 。 ? 通常將鋼加熱到 940? 10℃ 奧氏體化后，設(shè)法把奧氏體晶粒保留到室 ? 影響奧氏體晶粒長(zhǎng)大的因素 ? ⑴ 加熱溫度和保溫時(shí)間 : 加熱溫度高 、 保溫時(shí)間長(zhǎng) , ? 晶粒粗大 . ? ⑵ 加熱速度 : 加熱速度越快 ,過(guò)熱度越大 , 形核率越高 , 晶粒越細(xì) . ? ⑶ 合金元素： ? 阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大的元素 : Ti、 V、 Nb、 Ta、 Zr、 W、Mo、 Cr、 Al等 碳化物和氮化物形成元素。 ? ⑷ 原始組織 : 平衡狀態(tài)的組織有利于獲得細(xì)晶粒。因此加熱得到細(xì)而均勻的奧氏體晶粒是熱處理的關(guān)鍵問(wèn)題之一。 ? 一、過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及轉(zhuǎn)變過(guò)程 ? 處于臨界點(diǎn) A1以下的奧氏體稱(chēng) 過(guò) 冷奧氏體 。 隨過(guò)冷度不同，過(guò)冷奧氏體將發(fā)生 珠光體轉(zhuǎn)變 、 貝氏體轉(zhuǎn)變 和馬氏體轉(zhuǎn)變 三種類(lèi)型轉(zhuǎn)變。 電鏡形貌 光鏡形貌 ? ⑶ 托氏體 ? 形成溫度為 600550℃ ，片層極薄，電鏡下可辨，用符號(hào) T 表示。 片間距 ?b HRC ? ? 片間距越小，鋼的強(qiáng)度、硬度越高，而塑性和韌性略有改善。 滲碳體晶核首先在奧氏體晶界上形成，在長(zhǎng)大過(guò)程中，其兩側(cè)奧 長(zhǎng)大，形成一個(gè)珠光體團(tuán)。 氏體的含碳量下降，促進(jìn)了鐵素體形核，兩者相間形核并 珠光體轉(zhuǎn)變 珠光體轉(zhuǎn)變過(guò)程 珠光體轉(zhuǎn)變過(guò)程觀察 ? ㈡ 貝氏體轉(zhuǎn)變 ? 貝氏體的組織形態(tài)及性能 ? 過(guò)冷奧氏體在 550℃ 230℃ (Ms)間將轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w類(lèi)型組織，貝氏體用符號(hào) B表示。 ? 在光鏡下呈 羽毛狀 . ? 在電鏡下為 不連續(xù)棒狀的滲碳體分布于自?shī)W氏體晶界向晶內(nèi)平行生長(zhǎng)的鐵素體條之間。 ? 在光鏡下呈 竹葉狀。角。 ? 下貝氏體除了強(qiáng)度、硬度較高外，塑性、韌性也較好，即具有良好的綜合力學(xué)性能，是生產(chǎn)上常用的強(qiáng)化組織之一。 ? 發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變時(shí) ,首先在奧氏體中的貧碳區(qū)形成鐵素體晶核，其含碳量介于奧氏體與平衡鐵素體之間，為 過(guò)飽和鐵素體。 上貝氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程 上貝氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程觀察 ? 貝氏體轉(zhuǎn)變屬半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變 ，即只有碳原子擴(kuò)散而鐵原子不擴(kuò)散， 晶格類(lèi)型改變是通過(guò)切變實(shí)現(xiàn)的。 下貝氏體轉(zhuǎn)變 ? ㈢ 馬氏體轉(zhuǎn)變 kais ? 當(dāng)奧氏體過(guò)冷到 Ms以下將轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體類(lèi)型組織。 ? 馬氏體的晶體結(jié)構(gòu) ? 碳在 ?Fe中的過(guò)飽和固溶體稱(chēng) 馬氏體 ， 用 M表示。 ? 馬氏體具有體心正方晶格（ a=b≠c） ? 軸比 c/a 稱(chēng)馬氏體的正方度 。 ? 當(dāng)＜ %C時(shí)， c/a=1，此時(shí)馬氏體為體心立方晶格 . ? 馬氏體的形態(tài) ? 馬氏體的形態(tài)分 板條 和 針狀 兩類(lèi)。 光鏡下 電鏡下 ? 每束內(nèi)條與條之間尺寸大致相同并呈平行排列，一個(gè)奧氏體晶粒內(nèi)可形成幾個(gè)取向不同的馬氏體束。 SEM TEM ? ⑵ 針狀馬氏體 ? 立體形態(tài)為雙凸透鏡形的片狀 。 ? 在電鏡下，亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶 ，又稱(chēng) 孿晶馬氏體 。 ? C%大于 %C時(shí) 幾乎全部是 針狀馬氏體 . ? C%在 ~%之間為 板條與針狀的混合組織 。 后形成的馬氏體片不能穿過(guò)先形成的馬氏體片，所以越是后形成的馬氏體片越細(xì)小 . ? 原始奧氏體晶粒細(xì)，轉(zhuǎn)變后的馬氏體片也細(xì)。 ? 馬氏體的硬度主要取決于其含碳量。 ? 當(dāng)含碳量大于 %時(shí)，其硬度趨于平緩。 馬氏體硬度、韌性與含碳量的關(guān)系 C% ? 馬氏體強(qiáng)化的主要原因是過(guò)飽和碳引起的 固溶強(qiáng)化 。 ? 馬氏體的塑性和韌性主要取決于其亞結(jié)構(gòu)的形式。其主要特點(diǎn)是： ? ⑴ 無(wú)擴(kuò)散性 ? 鐵和碳原子都不擴(kuò)散 ，因而馬氏體的含碳量與奧氏體的含碳量相同。 使切變部分的形狀和體積發(fā)生變化， 引起相鄰?qiáng)W氏體隨之變形，在預(yù)先拋光的表面上產(chǎn)生浮凸現(xiàn)象。 ? 在 Ms以下，隨溫度下降 ,轉(zhuǎn)變量增加，冷卻中斷 ,轉(zhuǎn)變停止。 ? 當(dāng)一片馬氏體形成時(shí)，可能因撞擊作用使已形成的馬氏體產(chǎn)生裂紋。 ? Ms、 Mf 與冷速無(wú)關(guān)， 主要取決于奧氏體中的合金元素含量（包括碳含量） 。 含 碳 量 對(duì) 馬 氏體