临界冷却速度

临界冷却速度：连续冷却中，为使钢件在淬火后得到完全M组织的最低冷却速度，用V c表示。

临界淬火速度主要取决于CCT曲线的位置：使CCT曲线左移的各种因素，使临界淬火速度增大；右移的各种因素，降低临界淬火速度
第七章过饱和固溶体的脱溶分解
脱溶分解：从过饱和固溶体中析出第二相(沉淀相)或溶质原子聚集区、亚稳定过渡相的过程
固溶处理：将合金加热到固溶线以上一定温度保温足够时间，获得均匀的单相固溶体，快冷至室温得到过饱和固溶体，整个过程称为固溶处理
时效：将固溶处理的合金加热到固溶线以下某一温度保温一定时间，实现脱溶分解，该过程称为时效。

自然时效：在室温下进行的时效，称为自然时效
人工时效：升温至某一温度下进行的时效，称为人工时效。

沉淀强化或时效强化：脱溶分解析出第二相显著提高合金强度和硬度，这种现象称为沉淀强化或时效强化。

它是合金强化的主要方法之一。

连续脱溶：新相形成时，母相的成分连续地、平缓地由过饱和状态逐渐达到饱和状态。

不连续脱溶：也称胞状脱溶，脱溶时两相耦合成长，类似共析转变。

脱溶物中α相与母相α之间的溶质浓度不连续而称为不连续脱溶
铝合金的时效经历如下过程：
GP区→θ″→θ′→θ
GP区：具有母相结构，与母相完全共格的溶质原子
偏聚区。

θ″：具有正方结构的过渡相
θ′：具有正方结构的过渡相，成分接近CuAl2
θ：具有复杂体心正方结构相，成分CuAl2
回火：将淬火钢件加热到低于临界点A1某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺
回火的目的：
1）获得所需的组织和性能，达到强韧性的配合；
2）消除内应力，降低脆性。

3）稳定组织，稳定尺寸
淬火组织是不稳定的，原因有三：
①马氏体中的碳是高度过饱和的；
②马氏体有很高的应变能和界面能；
③与马氏体并存的还有一定数量的残余奥氏体
淬火钢在300℃以下回火时，淬火马氏体分解，弥散的e碳化物与条片状、趋于平衡碳含量的α相，称为回火马氏体(M¢)，腐蚀易变黑。

回火温度为350-500℃时，在碳钢和低合金钢中将得到条片状铁素体和细粒状的碳
化物组织的混合物，称为回火托氏体(T¢)。

500℃以上回火，粒状碳化物进一步聚集，铁素体回复，条片状特征逐步消失，得到的组织为等轴铁素体和较大颗粒碳化物的混合物，称为回火索氏体(S¢)
淬火碳钢回火的主要目的是提高韧性和塑性，获得韧性、塑性和强度、硬度的良好配合，以满足不同工件对性能的要求
合金钢回火时力学性能变化的特点Me对回火转变和组织性能有很大影响，三个方面：①延缓钢的软化，提高淬火钢的回火抗力；②发生二次硬化现象；③影响钢回火后的脆性。

当M中碳化物形成元素含量足够多时，500℃以上回火会析出合金碳化物，细小的弥散分布的合金碳化物将使已经因回火温度升高而下降的硬度重新升高，故称二次硬化
Me对钢低温回火（<250℃）的影响不明显。

在回火的第二、三阶段，表现出提高钢的回火抗力的作用：通过影响碳的扩散，来影响M分解过程及碳化物析出、长大速度，从而影响a相中碳浓度的下降速度。

显然，作用大小与Me与碳的结合力
有很大关系。

除Ni、Mn外，强碳化物形成元素Cr、Mo、W、V、Ti等均提高碳在M中的扩散激活能，降低扩散系数，减慢M分解速度。

非碳化物形成元素Si和Co能溶解到亚稳碳化物中，使其稳定，减慢碳化物聚集，推迟M分解。

碳钢回火时，M过饱和碳完全脱溶温度在300℃左右，加入Me提高100~150℃：合金钢
在较高温度回火，仍可保持a相中一定过饱和碳浓度和细小碳化物，保持高硬度和
强度Fe-0.35C-Mo合金钢回火硬度与回火温度的关系曲线。

0.5%Mo钢可代表一
般低合金钢，与碳钢相比，回火抗力明显改善。

二次硬化现象
当M中碳化物形成元素含量足够多时，500℃以上回
火会析出合金碳化物，细小的弥散分布的合金碳化
物将使已经因回火温度升高而下降的硬度重新升
高，故称二次硬化。

能引起二次硬化的合金碳化物是M2C及MC型碳化物，主要有Mo、W、V、Ti、Nb等。

如高速钢W18Cr4V。

二次硬化效应的大小取决于引起二次硬化的合金碳化物的种类，数量，大小和形态。

通常，淬火钢在回火时，随着回火温度的升高，硬度降低，韧性升高，但是在许多钢的回火温度与冲击韧性的关系曲线中出现了两个低谷一个在200~350℃之间，另一个在450~650℃之间。

回火脆性：随着回火温度的升高，冲击韧性不升反而下降的现象，称为“回火脆性”。

在200 ~ 350℃之间出现的回火脆性称为第一类回火脆性，也称为低温回火脆性；在450 ~ 600℃之间出现的回火脆性称为第二类回火脆性，也称为高温回火脆性。

第一类回火脆性的主要特征
①具有不可逆性
②与回火后的冷却速度无关
③断口为沿晶脆性断口
第一类回火脆性的影响因素
主要是化学成分的影响。

可将钢中元素按其作用分为
①有害杂质元素，如S、P、As、Sb、Cu、N、H、O等。

这些元素时均导致出现第一类回火脆性；
②促进第一类回火脆性的元素，如Mn、Si、Cr、Ni、V等。

这些合金元素还有可能将第一类回火脆性推向较高的温度；
③减弱第一类回火脆性的元素，如Mo、W、Ti、Al等，尤以Mo减弱第一类回火脆性的效果最显著；
④此外，A晶粒愈粗大，残余A量愈多，
第一类回火脆性的防止方法
①降低钢中杂质元素的含量；
②用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素细化A晶粒；
③加入能减轻回火脆性元素（Mo、W)；
④加Cr、Si等调整发生第一类回火脆性的温度范围，避开所需回火温度；
⑤用等温淬火代替淬火＋低温回火
第二类回火脆性的主要特征
①第二类回火脆性对回火后冷速敏感
②第二类回火脆性具有可逆性
③第二类回火脆性的断口为沿晶(晶间)断裂
第二类回火脆性的影响因素
①化学成分的影响
②热处理工艺参数的影响
③组织因素的影响
第二类回火脆性的防止方法
◆选用高纯度钢种，尽量降低钢中杂质元素的含量；
◆加入能细化奥氏体晶粒的元素(如Nb、V、Ti等)以细化奥氏体晶粒，增加晶界面积，降低单位面积杂质元素的含量；
◆加入适量的能扼制第二类回火脆性的合金元素如Mo、W等；
◆避免在450~650℃范围内回火，在650℃以上回火后应采取快冷。

◆亚温淬火，使P等元素溶入残留F中，降低在A晶界的偏聚浓度。