合金的时效,钢的热处理
钢的热处理工艺设计经验公式大全
钢的热处理工艺设计经验公式大全热处理是钢材加工过程中非常重要的一环，通过改变钢材的晶体结构和组织状态，可以提高钢材的力学性能和耐腐蚀性能。
热处理工艺设计是确定热处理参数和过程的过程。
在热处理工艺设计中，经验公式是实践经验的总结，可以作为指导设计的依据。
以下是一些常用的钢的热处理工艺设计经验公式：1.碳钢淬火温度（Tc）经验公式：Tc=727+0.33*C其中，Tc为淬火温度（单位：摄氏度），C为碳含量（单位：百分比）。
这个公式是根据碳钢的相图和强度要求推导出来的。
2.碳钢回火温度（Th）经验公式：Th=500+5*HRC-10其中，Th为回火温度（单位：摄氏度），HRC为硬度值（单位：洛氏硬度）。
这个公式是一种经验化的关系，用于估算碳钢的回火温度。
3.碳钢退火温度（Ta）经验公式：Ta=800+20*M-10*F其中，Ta为退火温度（单位：摄氏度），M为马氏体体积分数（百分比），F为珠光体体积分数（百分比）。
这个公式是根据马氏体转变的温度范围和组织形态确定的。
4.合金钢的时效温度（Ts）经验公式：Ts=Ac3+100-60*Ln(t)其中，Ts为时效温度（单位：摄氏度），Ac3为奥氏体转变温度（单位：摄氏度），t为时效时间（单位：小时）。
这个公式是用于选择合金钢的时效温度和时间。
5.不锈钢的固溶温度（Ts）经验公式：Ts=0.6*Ac1+0.4*Ac3其中，Ts为固溶温度（单位：摄氏度），Ac1为铁素体转变温度（单位：摄氏度），Ac3为奥氏体转变温度（单位：摄氏度）。
这个公式是选择不锈钢的固溶温度的经验方法。
6.复合材料的固化温度（Tc）经验公式：Tc=0.6*Tg+0.4*Tm其中，Tc为固化温度（单位：摄氏度），Tg为玻璃化转变温度（单位：摄氏度），Tm为熔融转变温度（单位：摄氏度）。
这个公式适用于选择复合材料的固化温度。
钢铁材料的热处理介绍
(1)高温回火
将淬火后的钢件加热到500～650ºC，经过保温以后冷却,主要用于要求高强度、高韧性的重要结构零件，如主轴、曲轴、凸轮、齿轮和连杆等
使钢件获得较好的综合力学性能，即较高的强度和韧性及足够的硬度，消除钢件因淬火而产生的内应力
5．调质
将淬火后的钢件进行高温(500～600ºC)回火多用于重要的结构零件，如轴类、齿轮、连杆等调质一般是在粗加工之后进行的
7．化学热处理
将钢件放到含有某些活性原子(如碳、氮、铬等)的化学介质中，通过加热、保温、冷却等方法，使介质中的某些原子渗入到钢件的表层，从而达到改变钢件表层的化学成分，使钢件表层具有某种特殊的性能
化
学
热
处
理
(1)钢渗的碳
将碳原子渗入钢件表层
常用于耐磨并受冲击的零件，如:轮、齿轮、轴、活塞销等
使表面具有高的硬度(HRC60～65)和耐磨性，而中心仍保持高的韧性
细化晶粒，均匀组织，降低硬度，充分消除内应力完全退火适用于含碳量(质量分数)在O．8％以下的锻件或铸钢件
(2)球化退火
将钢件加热到临界温度以上20～30ºC，经过保温以后，缓慢冷却至500℃以下再出炉空冷
降低钢的硬度，改善切削性能，并为以后淬火作好准备，以减少淬火后变形和开裂,球化退火适用于含碳量(质量分数)大于O．8％的碳素钢和合金工具钢
①改善组织结构和切削加工性能
②对机械性能要求不高的零件，常用正火作为最终热处理
③消除内应力
3．淬火
将钢件加热到淬火温度，保温一段时间，然后在水、盐水或油(个别材料在空气中)中急速冷却
①使钢件获得较高的硬度和耐磨性
②使钢件在回火以后得到某种特殊性能，如较高的强度、弹性和韧性等
1简述常用的热处理的方法及时效处理
1简述常用的热处理的方法及时效处理。
答：常用热处理方法：退火,正火,淬火,回火,渗碳,渗氮,碳氮共渗,渗硼。
时效处理有人工时效处理，自然时效处理。
退火，将工件加热至Ac3以上30~50度，保温一定时间后，随炉缓慢冷却至500度一下在空间中冷却。
正火，将钢件加热至Ac3或Acm以上，保温后从炉中取出在空气中冷却的一种操作。
淬火，将钢件加热至Ac3或Ac1以上，保温后在水或油等冷却液中快速冷却，已获得不稳定的组织。
回火，将淬火后的钢重新加热到Ac1以下的温度，保温后冷却至室温的热处理工艺。
自然时效处理，将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象，称为自然时效处理。
人工时效处理，采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的时效处理工艺，叫人工时效处理。
2简述钢回火的目的答：回火又称配火。
将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。
或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。
目的：一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。
根据不同的要求可采用低温回火、中温回火或高温回火。
通常随着回火温度的升高，硬度和强度降低，延性或韧性逐渐增高。
3简述钢的表面淬火的作用及分类。
答：有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。
在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。
由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。
根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。
4简述感应热处理技术的工作原理及特点。
简述超音频感应淬火的工作频率及频率和淬硬层厚度的关系。
答：基本原理将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场。
常用材料热处理工艺参数
常用材料热处理工艺参数
常用材料的热处理工艺参数取决于材料的组织性能要求、工艺性能要
求和使用条件等因素。
下面以几种常见的材料为例，介绍一些主要的热处
理工艺参数。
碳钢是一种普遍使用的金属材料，其热处理工艺参数包括淬火温度、
回火温度、保温时间等。
一般来说，碳钢的淬火温度在800℃至900℃之间，回火温度在150℃至500℃之间。
保温时间通常为1小时到3小时。
不锈钢是一类具有良好耐腐蚀性能的材料，其热处理工艺参数包括退
火温度、固溶温度和时效温度。
退火温度一般在800℃至900℃之间，固
溶温度在1000℃至1200℃之间，时效温度在500℃至700℃之间。
保温时
间通常为1小时到5小时。
铝合金是一种轻质高强度的材料，其热处理工艺参数包括固溶温度、
时效温度和时效时间等。
固溶温度一般在480℃至520℃之间，时效温度
在150℃至250℃之间。
时效时间一般为1小时至10小时。
铜合金是一种导电性能良好的材料，其热处理工艺参数包括固溶温度、时效温度和时效时间等。
固溶温度一般在800℃至950℃之间，时效温度
在300℃至550℃之间。
时效时间一般为1小时至10小时。
上述只是对于不同材料几种常见的热处理工艺参数进行了简单的介绍，实际工艺参数还需要根据具体材料的特性和要求进行调整。
同时，热处理
工艺参数的选择也应考虑到工艺设备和生产成本等因素。
在实际应用中，
可以通过试验和实践来确定最佳的热处理工艺参数。
常用钢材热处理方法及目的
常用钢材热处理方法及目的常用钢材热处理方法一.淬火将钢制零件加热到临界温度以上40~60℃，保持一定时间并快速冷却的热处理方法称为淬火。
常用的快速冷却介质为油、水和盐水溶液。
淬火加热温度及冷却介质热处理规范见表淬火的目的是：使钢件获得高的硬度和耐磨性，通过淬火钢件的硬度一般可达hrc60~65，但淬火后钢件内部产生了内应力，使钢件变脆，因此，要经过回火处理加以消除。
钢件的淬火处理，在机械制造过程中应用比较普遍，它常用的方法有：1.单液淬火：将钢件加热至淬火温度，并在一种冷却剂中冷却一段时间。
这种热处理方法称为单液淬火。
适用于形状简单、技术要求低的碳钢或合金钢，以及工件直径或厚度大于5~8mm的碳钢，用盐水或水冷却；油冷却用于合金钢。
在单液淬火中，水冷容易变形和开裂；油冷却容易产生硬度不足或不均匀。
2．双液淬火：将钢件加热到淬火温度，经保温后，先在水中快速冷却至300~400℃，在移入油中冷却，这种处理方法，称为双液淬火。
形状复杂的钢件，常采用此方法。
它既能保证钢件的硬度，又能防止变形和裂纹。
缺点是操作难度大，不易掌握。
3.火焰表面淬火：将乙炔和氧气的混合燃烧火焰喷在工件表面，加热至淬火温度，然后立即向工件表面喷水。
这种处理方法称为火焰表面淬火。
适用于单件生产，要求高表面或局部表面硬度和耐磨钢件。
缺点是操作困难。
4．表面感应淬火：将钢件放人感应器内，在中频或高频交流电的作用下产生交变磁场，钢件在磁场作用下产生了同频率的感应电流，使钢件表面迅速加热(2-10s)至淬火温度，立即把水喷射到钢件表面。
这种热处理方法，称为表面感应淬火。
经表面感应淬火的零件，表面硬而耐磨，而内部有较好的强度和韧性。
这种方法适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件。
根据电流频率的不同，表面感应淬火可分为高频淬火、中频淬火和工频淬火。
高频淬火电流频率为100~150kHz，硬化层深度为1~3mm。
适用于齿轮、花键轴、活塞等小零件的淬火；中频淬火电流频率为500~10000Hz，硬化层深度为3~10mm。
固溶处理和时效处理
固溶处理和时效处理1、固溶处理所谓固溶处理，是指将合金加热到高温奥氏体区保温，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
固溶处理的主要目的是改善钢或合金的塑性和韧性，为沉淀硬化处理作好准备等。
适用多种特殊钢，高温合金，特殊性能合金，有色金属。
尤其适用：1.热处理后须要再加工的零件。
2.消除成形工序间的冷作硬化。
3.焊接后工件。
原理序言固溶处理是为了溶解基体内碳化物、γ’相等以得到均匀的过饱和固溶体，便于时效时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物和γ’等强化相，同时消除由于冷热加工产生的应力，使合金发生再结晶。
其次，固溶处理是为了获得适宜的晶粒度，以保证合金高温抗蠕变性能。
固溶处理的温度范围大约在980~1250℃之间，主要根据各个合金中相析出和溶解规律及使用要求来选择，以保证主要强化相必要的析出条件和一定的晶粒度。
对于长期高温使用的合金，要求有较好的高温持久和蠕变性能，应选择较高的固溶温度以获得较大的晶粒度；对于中温使用并要求较好的室温硬度、屈服强度、拉伸强度、冲击韧性和疲劳强度的合金，可采用较低的固溶温度，保证较小的晶粒度。
高温固溶处理时，各种析出相都逐步溶解，同时晶粒长大；低温固溶处理时，不仅有主要强化相的溶解，而且可能有某些相的析出。
对于过饱和度低的合金，通常选择较快的冷却速度；对于过饱和度高的合金，通常为空气中冷却。
不锈钢固溶热处理碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。
奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内时，会有高铬碳化物析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时能变成粉末。
所以有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳定化处理。
固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态。
这种热处理方法为固溶热处理。
固溶热处理中的快速冷却似乎象普通钢的淬火，但此时的‘淬火’与普通钢的淬火是不同的，前者是软化处理，后者是淬硬。
钢的常用热处理方法及应用
7.中速、重载 齿
8.高速、轻载或高速、中载，有冲源自的小齿 轮轮9.高速、中载，无猛烈冲击，如机床主轴箱 齿轮
10.高速、中载、有冲击、外形复杂的重要 齿轮，如汽车变速箱齿轮(20CrMnTi淬透性 较高，过热敏感性小，渗碳速度快，过渡层 均匀，渗碳后直接淬火变形较小，正火后切 削加工性良好，低温冲击韧性也较好)
表面硬度要求高、变形小的齿 轮。 (2)20Cr：渗碳、淬火、低温 回火56~62HRC，用于高速、
40Cr、40MnB、(40MnVB)：高频淬火，50~55HRC
压力中等、并有冲击的齿轮。 (3)40Cr：调质，
220~250HB，用于圆周速度
20Cr、20MnVB：渗碳，淬火，低温回火或渗碳后高频淬火， 不大，中等单位压力的齿轮；
低速，精度要求不高，稍有冲击，疲劳载荷可
轴
忽略的主轴；或在滚动轴承中工作，轻载，υ ＜1m/s的次要花键轴
类 6.在滚动或滑动轴承中工作，轻或中等载荷转 45：正火或调质，228~255HB；轴颈或装配部位表面淬 速稍高pυ≤150N·m/(cm2·s)，精度要求较高， 火，45~50HRC 冲击，疲劳载荷不大
14.载荷不高的大齿轮，如大型龙门刨齿轮 15.低速、载荷不大、精密传动齿轮 齿 16.精密传动、有一定耐磨性的大齿轮 轮 17.要求抗腐蚀性的计量泵齿轮 18.要求高耐磨性的鼓风机齿轮
19.要求耐磨、保持间隙精度的25L油泵齿轮
20.拖拉机后桥齿轮(小模数)、内燃机车变速 箱齿轮 ( m ＝ 6~8)
0.02~3.0mm，硬度高，在共渗层为0.02~0.04mm时 切削性能和使用寿命适用于要求硬度高、耐磨的中、小型及薄片的零件和
具有66~70HRC
刀具等
17-4固溶时效热处理
17-4固溶时效热处理
17-4是一种合金钢，它含有17%的铬和4%的镍。
固溶时效热
处理是对这种合金进行的一种热处理方法，旨在优化其机械性能。
固溶时效热处理分为两个步骤：固溶和时效。
固溶指的是将合金加热到高温，使得其原子间的晶格达到一定程度的松弛和溶解。
在17-4合金中，这个过程发生在900°C
至1150°C的温度范围内。
在固溶过程中，合金的晶粒会细化，原先的奥氏体结构会溶解成单相固溶体结构。
时效指的是在固溶过程完成后，将合金冷却到室温，然后再将其加热到较低的温度（通常在480°C至620°C之间），保持
一段时间，目的是使合金再次进行相变，并形成所需的硬化相。
这个过程可进一步提高合金的硬度和强度，并且可以获得一些特定的微观结构，如弥散的粒子和纤维状晶粒。
固溶时效热处理可以显著提高17-4合金的机械性能，如硬度、强度、耐腐蚀性等。
然而，不同的固溶和时效参数会对合金的性能产生不同的影响，因此需要根据具体的应用要求来选择适当的热处理参数。
金属时效处理
金属热处理:时效处理将淬火后的金属工件置于室温或较高温度下保持适当时间﹐以提高金属强度的金属热处理工艺。
室温下进行的时效处理是自然时效﹔较高温度下进行的时效处理是人工时效。
在机械生产中﹐为了稳定铸件尺寸﹐常将铸件在室温下长期放置﹐然后才进行切削加工。
这种措施也被称为时效。
但这种时效不属于金属热处理工艺。
20世纪初叶﹐德国工程师A.维尔姆研究硬铝时发现﹐这种合金淬火后硬度不高﹐但在室温下放置一段时间后﹐硬度便显著上昇﹐这种现象后来被称为沉淀硬化。
这一发现在工程界引起了极大兴趣。
随后人们相继发现了一些可以采用时效处理进行强化的铝合金﹑铜合金和铁基合金﹐开创了一条与一般钢铁淬火强化有本质差异的新的强化途径──时效强化。
绝大多数进行时效强化的合金﹐原始组织都是由一种固溶体和某些金属化合物所组成。
固溶体的溶解度随温度的上昇而增大。
在时效处理前进行淬火﹐就是为了在加热时使尽量多的溶质溶入固溶体﹐随后在快速冷却中溶解度虽然下降﹐但过剩的溶质来不及从固溶体中分析出来﹐而形成过饱和固溶体。
为达到这一目的而进行的淬火常称为固溶热处理。
经过长期反复研究证实﹐时效强化的实质是从过饱和固溶体中析出许多非常细小的沉淀物颗粒(一般是金属化合物﹐也可能是过饱和固溶体中的溶质原子在许多微小地区聚集)﹐形成一些体积很小的溶质原子富集区。
在时效处理前进行固溶处理时﹐加热温度必须严格控制﹐以便使溶质原子能最大限度地固溶到固溶体中﹐同时又不致使合金发生熔化。
许多铝合金固溶处理加热温度容许的偏差只有5℃左右。
进行人工时效处理﹐必须严格控制加热温度和保温时间﹐才能得到比较理想的强化效果。
生产中有时采用分段时效﹐即先在室温或比室温稍高的温度下保温一段时间﹐然后在更高的温度下再保温一段时间。
这样作有时会得到较好的效果。
马氏体时效钢淬火时会发生组织转变﹐形成马氏体。
马氏体就是一种过饱和固溶体。
这种钢也可采用时效处理进行强化。
低碳钢冷态塑性变形后在室温下长期放置﹐强度提高﹐塑性降低﹐这种现象称为机械时效。
固溶处理和时效处理
固溶处理与时效处理1、固溶处理所谓固溶处理,就是指将合金加热到高温奥氏体区保温,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到过饱与固溶体的热处理工艺。
固溶处理的主要目的就是改善钢或合金的塑性与韧性,为沉淀硬化处理作好准备等。
适用多种特殊钢,高温合金,特殊性能合金,有色金属。
尤其适用:1、热处理后须要再加工的零件。
2、消除成形工序间的冷作硬化。
3、焊接后工件。
原理序言固溶处理就是为了溶解基体内碳化物、γ’相等以得到均匀的过饱与固溶体,便于时效时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物与γ’等强化相,同时消除由于冷热加工产生的应力,使合金发生再结晶。
其次,固溶处理就是为了获得适宜的晶粒度,以保证合金高温抗蠕变性能。
固溶处理的温度范围大约在980~1250℃之间,主要根据各个合金中相析出与溶解规律及使用要求来选择,以保证主要强化相必要的析出条件与一定的晶粒度。
对于长期高温使用的合金,要求有较好的高温持久与蠕变性能,应选择较高的固溶温度以获得较大的晶粒度;对于中温使用并要求较好的室温硬度、屈服强度、拉伸强度、冲击韧性与疲劳强度的合金,可采用较低的固溶温度,保证较小的晶粒度。
高温固溶处理时,各种析出相都逐步溶解,同时晶粒长大;低温固溶处理时,不仅有主要强化相的溶解,而且可能有某些相的析出。
对于过饱与度低的合金,通常选择较快的冷却速度;对于过饱与度高的合金,通常为空气中冷却。
不锈钢固溶热处理碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。
奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内时,会有高铬碳化物析出,当铬含量降至耐腐蚀性界限之下,此时存在晶界贫铬,会产生晶间腐蚀,严重时能变成粉末。
所以有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳定化处理。
固溶热处理:将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右,使碳化物相全部或基本溶解,碳固溶于奥氏体中,然后快速冷却至室温,使碳达到过饱与状态。
这种热处理方法为固溶热处理。
固溶热处理中的快速冷却似乎象普通钢的淬火,但此时的‘淬火’与普通钢的淬火就是不同的,前者就是软化处理,后者就是淬硬。
热处理的几种方式
热处理的几种方式(1)：退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
常见的退火工艺有：再结晶退火，去应力退火，球化退火，完全退火等。
退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。
(2)：正火：指将钢材或钢件加热到Ac3或Acm(钢的上临界点温度)以上30～50℃，保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。
正火的目的：主要是提高低碳钢的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。
(3)：淬火：指将钢件加热到Ac3或Ac1(钢的下临界点温度)以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体(或贝氏体)组织的热处理工艺。
常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。
淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。
(4)：回火：指钢件经淬硬后，再加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。
回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。
(5)：调质：指将钢材或钢件进行淬火及回火的复合热处理工艺。
使用于调质处理的钢称调质钢。
它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。
(6)：化学热处理：指金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分，组织和性能的热处理工艺。
常见的化学热处理工艺有：渗碳，渗氮，碳氮共渗，渗铝，渗硼等。
化学热处理的目的：主要是提高钢件表面的硬度，耐磨性，抗蚀性，抗疲劳强度和抗氧化性等。
(7)：固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
scm435钢热处理温度和时间
SCM435钢热处理温度和时间介绍SCM435钢是一种优质合金结构钢，具有良好的强度和韧性，广泛用于工程结构和机械零件制造。
在制造过程中，热处理是不可或缺的一步，可以通过调整热处理温度和时间来改善钢材的性能。
本文将探讨SCM435钢热处理温度和时间的影响以及最佳的处理方案。
热处理的目的热处理是通过改变钢材的组织结构和性能来提高其机械性能和使用寿命的工艺。
对于SCM435钢而言，热处理的主要目的是提高其强度、硬度和耐磨性，同时保持良好的韧性和可加工性。
热处理工艺SCM435钢的典型热处理工艺包括固溶处理和时效处理。
固溶处理固溶处理是将钢材加热到较高温度，使其中的合金元素溶解于基体中，并形成均匀的固溶体结构。
对于SCM435钢，固溶处理温度一般为860-900°C，保温时间为1-3小时，目的是将合金元素均匀溶解于钢材基体中。
时效处理时效处理是在固溶处理后将钢材迅速冷却至室温，然后再加热到较低温度保温一段时间，通过沉淀硬化来提高钢材的强度。
对于SCM435钢，时效处理温度一般为500-550°C，保温时间为2-8小时，可以调整时效处理参数来控制钢材的硬度和韧性。
热处理温度的影响热处理温度是影响钢材性能的重要因素。
对于SCM435钢而言，热处理温度的变化会直接影响其组织结构、硬度和韧性。
高温处理较高的热处理温度可以加速固溶处理过程中合金元素的溶解速度，有利于形成均匀的固溶体结构。
然而，过高的温度可能导致合金元素的过度溶解和析出，影响钢材的硬度和强度。
因此，在进行固溶处理时，应选择适当的高温处理温度，以确保合金元素充分溶解，但又不会影响钢材的性能。
低温处理较低的热处理温度可以促进时效处理过程中的沉淀硬化作用，提高钢材的强度和硬度。
然而，在选择低温处理时，也需要注意控制保温时间，避免产生过量的沉淀相，影响钢材的韧性和可加工性。
热处理时间的影响热处理时间是影响钢材性能的另一个关键因素。
对于SCM435钢而言，热处理时间的变化会影响合金元素的溶解和析出速度，进而影响钢材的组织结构和性能。
钢的热处理与组织
第一章钢的热处理组织与性能1 概述热处理之所以能使钢的性能发生巨大的变化，主要是由于钢制工件在适当的介质中，经不同的加热与冷却过程，使刚的内部组织发生了变化，化学热处理还改变钢件表层的化学成分，使其表面和基体具有不同的组织，获得所需表里不一的性能。
1.1 钢加热时的组织转变在进行退火、正火和淬火等热处理时，一般将钢加热到临界温度以上，以获得奥氏体。
加热时形成的奥氏体对冷却转变过程，以及冷却时转变产物的组织、性能有显著影响。
奥氏体的形成过程以共析钢为例，加热至AC1以上，钢中珠光体向奥氏体转变，包括以下四个阶段：（如图1—1）1）形核：在温度AC1以上珠光体不稳定。
在铁素体和渗碳体界面上碳浓度不均匀，原子排列不规则从浓度和机构上为奥氏体晶核的形成提供了有利条件，因此优先在界面上形成奥氏体晶核。
2）长大：奥氏体形核后的长大依靠铁素体继续转变为奥氏体和渗碳体的不断溶解。
前者比后者快，所以转变基本完成后仍有部分剩余奥氏体未溶解。
3）剩余渗碳体的溶解：随着时间延长，剩余渗碳体不断溶入奥氏体中。
4）奥氏体的均匀化：渗碳体溶解后，奥氏体中碳浓度不均匀，需要通过碳原子扩散获得均匀的奥氏体。
对亚共析钢和过共析钢而言，温度刚超过AC1只能使珠光体转变为奥氏体，只有在AC1或Acm以上保温足够时间，才能使先共析铁素体或先共析渗碳体完全溶入奥氏体中，获得单项奥氏体组织。
1.2 过冷奥氏体的转变冷至临界温度以下的奥氏体称为过冷奥氏体。
它的分解是一个点阵重构和碳原子扩散再分配的过程。
过冷奥氏体转变分为三种基本类型：珠光体转变（扩散型），贝氏体转变（过渡型），马氏体转变（无扩散型）。
过冷奥氏体等温转变曲线(C—曲线或TTT图)过冷奥氏体等温转变曲线形如拉丁字母中的“C”，故称为C-曲线，亦称TTT（Time Temperature Transformation）图，如图1-2所示。
共析钢C-曲线如图1-2所示，图中最上面的一根水平虚线为钢的临界点A1，下方的一根水平线Ms为马氏体转变开始温度，另一根水平线M f为马氏体转变终了温度。
钢板的热处理工艺技术
钢板的热处理工艺技术钢板的热处理工艺技术是针对不同材质和用途的钢板进行加热、保温、冷却等处理过程的方法与技术。
热处理工艺可以改变钢板的组织结构和性能，使其达到预期的机械性能、物理性能和化学性能要求。
下面介绍一下常用的钢板热处理工艺技术。
1. 轧制预热：在钢板轧制之前，通常需要进行预热处理。
预热过程中，钢板通过加热炉进行加热，使其达到一定温度，以提高钢板的可塑性，便于轧制成型。
2. 固溶处理：固溶处理是指将钢板加热至一定温度，使其内部的合金元素溶解于基体中，形成均匀的固溶体。
这可以提高钢板的韧性和可塑性，并且可以去除一些金相组织中的缺陷。
3. 淬火处理：在固溶处理之后，钢板需要进行淬火处理。
淬火是指将钢板迅速冷却至室温以下，以使合金元素固溶体转变为马氏体。
这种处理方式能够提高钢板的硬度和强度，但韧性会相应降低。
4. 回火处理：在淬火处理后，为了恢复钢板的一定韧性，需要进行回火处理。
回火是指将钢板加热至一定温度，并进行保温一段时间，然后进行适当的冷却。
这样，钢板的硬度和强度会适度降低，同时韧性也会得到恢复。
5. 焊接热处理：钢板在焊接过程中容易产生应力和变形，因此需要进行焊后热处理。
这种处理方式可以消除焊接过程中产生的应力，提高焊接接头的强度和韧性。
以上是钢板常用的热处理工艺技术。
根据不同的材料和要求，还可以采用调质处理、表面硬化等其他热处理工艺。
通过科学合理地选择和应用这些热处理工艺技术，可以使钢板的组织结构和性能得到改善，提高其使用性能和寿命。
钢板的热处理工艺技术在钢铁制造和加工行业中起着重要的作用。
通过合理的工艺选择，可以使钢板达到设计要求的力学性能、物理性能和化学性能，以满足不同领域的使用需求。
下面将继续介绍一些与钢板热处理相关的技术。
6. 祛除应力退火：在一些对钢板强度、延展性和韧性要求较高的工况下，钢板在加工过程中可能会形成应力。
这些应力会降低钢板的耐久性和性能，因此需要进行应力退火处理。
金属学原理与热处理 第七章
1. 掌握等温转变曲线和连续冷却转变曲线 2.掌握碳钢在加热和冷却时的组织转变过程
和转变产物的性能 3.掌握合金的时效和调幅分解过程 二、热处理工艺 掌握退火、正火、淬火和回火工艺的目的、
温度和冷却方式，正确制定工艺
第七章钢在加热和冷却时的转变
§7.1 概述 §7.2 钢在加热时的转变 §7.3 钢的过冷奥氏体转变曲线
入γ的终了温度 Arcm---冷却时γ开始析出二次渗
碳体的开始温度
推荐钢号
40Cr 45﹟钢 GCr6 GCr15 65Mn 60Si2Mn
T8A T10A 9SiCr CrWMn 5CrMnMo
典型零件用钢的化学成分及临界温度
C 0.37～0.45 0.42～0.50 1.05～1.15 0.95～1.05 0.57～0.65 0.62～0.70 0.75～0.84 0.95～1.04 0.85～0.95 0.90～1.05 0.50～0.60
改变钢的临界点，从而改变过热度 本身扩散系数低，均匀化过程显著减缓。
奥氏体形成速度的因素
加热温度 原始组织 化学成分
扩散速度，相变驱动力 形核位置，碳扩散距离
碳，合金元素
§7.2 钢在加热时的转变
奥氏体晶粒度：奥氏体晶粒的大小。
1-4级：粗晶 5-8级：细晶
§7.2 钢在加热时的转变
起始晶粒度 实际晶粒度
概述
概述
热处理作用（P177）：
1. 改变钢的内部组织、结构，以改善其性能，延长零件 使用寿命；
2. 消除铸造、锻压、焊接等热加工工艺造成的各种缺陷， 细化晶粒，消除偏析，降低内应力，使钢的组织和性能 更加均匀。
3. 预备热处理可以可以为后序加工及最终热处理作好 组织准备。
固溶热处理和时效热处理
固溶热处理和时效热处理固溶热处理和时效热处理是金属材料热处理的两种重要方法，它们在改善合金材料的性能和结构上发挥着关键作用。
固溶热处理是通过在一定温度下加热合金至固溶温度，使合金元素均匀溶解在基体中，达到去除析出相和强化相的效果。
时效热处理则是在固溶处理后将合金冷却到室温，再在较低的温度下保持一段时间，促使析出相重新形成，从而提高合金的硬度和强度。
固溶热处理是许多金属合金的基础热处理工艺之一。
在固溶过程中，合金中的固溶元素将在基体中均匀溶解，形成具有固溶强化作用的固溶体溶液。
这种均匀的固溶结构可以提高合金的塑性和韧性，同时能够消除合金中的晶间脆性和提高抗蠕变性能。
固溶处理还可以消除金属材料冷变形后的组织和性能不均匀性，使其具有更好的加工性和综合性能。
固溶热处理不仅适用于很多铝合金、镍基合金、钛合金等材料，也广泛应用于钢、铜等金属材料中。
时效热处理是在固溶处理之后不久进行的一种热处理方法。
通过在较低的温度下保持一段时间，使原先在固溶状态下溶解在基体中的合金元素重新析出，形成弥散分布的析出相。
这些析出相的形成可以极大地提高合金材料的硬度、强度和耐磨性，同时还能改善其耐腐蚀性能。
时效处理的时间和温度对合金性能的影响极为重要，合理的时效工艺可以使合金达到最佳的性能表现。
在实际应用中，固溶热处理和时效热处理往往是结合在一起进行的，称为固溶时效处理。
在这一工艺中，固溶处理可以消除合金中的过饱和溶质，为时效处理创造条件；而时效处理则在固溶处理的基础上增加了析出相的形成，使合金的性能得到更进一步的提升。
固溶时效处理适用于许多高强度、高耐热合金的生产，能够满足各种工程领域对材料性能的需求。
总的来说，固溶热处理和时效热处理作为金属材料热处理的重要方法，在提高合金性能和改善材料结构方面发挥着不可替代的作用。
合理的热处理工艺可以使合金材料具有优异的机械性能、耐腐蚀性能和耐热性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造、电子工业等领域，推动了现代工业技术的发展和进步。
合金钢的热处理
例如：P20,D2
铬：Cr Cr 能提高钢之硬度，形成坚硬及稳定的碳 化铬,从而改善耐磨性 Cr能提高钢的淬透性 当Cr含量超过12%, 具耐腐蚀作用，并提供良 好抛光性
例如：S136,2316
钼：Mo • Mo是强碳化物形成元素，提高耐磨性 • Mo＞0.5％能抑止其他合金元素引致之回火脆性 • 提供红硬性，热强度 • 提高淬透性，回火稳定性 • 例如：DH31-S,236（W特点与Mo相似）
第3章 三板模设计-22-模具钢
钢材的定义
钢－含碳量在0.0218％～2.11％的铁碳合金
工业纯铁
钢
铸铁
0.0218
2.11
在普通钢材中添加Cr,Mo,V,Ni等合金成分就得 到了合金钢，我们的模具钢材都属于合金钢
改变钢材性能的办法
主要有三方面
1.合金成分
2.冶炼工艺
3.热处理
碳：C 增加淬火组织的硬度 形成碳化物，提高耐磨性 降低韧性 降低可焊性
处理变形小
•作为冷作模具、长寿命塑胶模之材料 •大致分以下几种：»AISI O1
»AISI D2 »特殊材料-粉末钢
•龙记代理品种：»O1：ARNEDF-2/GOA/LKM2510
»D2：XW-42/DC11/LKM2379 »D2（MOD）：DC53/ASSAB88
»瑞典一胜百（ASSAB）-S136/S136H »大同（DAIDO）- S-STAR
420系列材料抗腐蚀性机理及鉴别方法？
机理：420系列材料主要添加了合金元素Cr（含量一 般≥13.0% ）， Cr 在氧化性介质中极易钝化，生成 致密的氧化物保护膜，从而使钢材的抗腐蚀性大大 提高。
鉴别方法：滴少许硫酸铜溶液于钢材表面，片刻后 若无反应，则为420不锈钢；反之则马上生锈，即为 非420类钢材。
热处理基础知识
热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。
一、热处理1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。
2、退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上210度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3、固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
4、时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。
5、固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。
6、时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。
7、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
8、回火：将经过淬火的工件加热到临界点ACI以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
9、钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。
习惯上碳氮共渗又称为富化，以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较为广泛。
中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。
低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10、调质处理（quenchingandtempering）:一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
调质处理广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。
它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
钢的热处理考试知识点
钢的热处理1、钢的热处理工艺主要有几种退火、淬火、正火、回火、外表热处理2、什么是同素异构转变、多形性转变同素异构转变：纯金属在温度和压力变化时，由某一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为同素异构转变。
多形性转变：在固溶体中发生的由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为多形性转变。
3、奥氏体及其结构特点奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方结构。
奥氏体的面心立方结构使其具有高的塑性和低的屈服强度，在相变过程中容易发生塑性变形，产生大量位错或出现孪晶，从而造成相变硬化和随后的再结晶、高温下经历的反常细化以及低温下马氏体相变的一系列特点。
4、共析碳钢在加热转变时，奥氏体优先形核位置及原因奥氏体的形核1〕球状珠光体中：优先在F/Fe3C界面形核2〕片状珠光体中：优先在珠光体团的界面形核,也在F/Fe3C片层界面形核奥氏体在F/Fe3C界面形核原因：(1) 易获得形成A所需浓度起伏，结构起伏和能量起伏.(2) 在相界面形核使界面能和应变能的增加减少。
△G = -△Gv + △Gs + △Ge△Gv—体积自由能差，△Gs —外表能，△Ge —弹性应变能5、珠光体向奥氏体转变的三阶段，并说明为什么铁素体完全转变为奥氏体后仍然有一局部碳化物没有溶解？〔1〕奥氏体的形核；〔2〕奥氏体的长大；〔3〕剩余碳化物的溶解和奥氏体成分的均匀化；奥氏体长大的是通过γ/α界面和γ/Fe3C界面分别向铁素体和渗碳体迁移来实现的。
由于γ/α界面向铁素体的迁移远比γ/Fe3C界面向Fe3C的迁移来的快，因此当铁素体已完全转变为奥氏体后仍然有一局部渗碳体没有溶解。
6、晶粒度概念奥氏体本质晶粒度：根据标准试验方法，在930±10°C保温足够时间后测得的奥氏体晶粒大小。
奥氏体起始晶粒度：在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小奥氏体实际晶粒度：在某一加热条件下所得的实际奥氏体晶粒大小。
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•
脱溶过程的规律： 时效温度越高，固溶体 的过饱和度就越小，脱溶过程的阶段也就 越少 ；而在同一时效温度下合金的溶质原子浓度越 低，其固溶体过饱和度就越小，则脱溶过程的 阶段也就越少。
影响脱溶动力学的因素 凡是影响形核率和长大速度的因素，都会影响 过饱和固溶体脱溶过程动力学。其影响因素包括 • • • 晶体缺陷的影响 合金成分的影响 时效温度的影响
在基体中能形成强烈的应变场。
• 通过固溶处理和时效可以将合金的强度提高百分之几
十甚至几倍。
几种有色合金的热处理强化效果 合金 铝合金 镁合金 铍青铜
牌号
2A01
160 (退火) 300 (淬火＋自 然时效)
2A12
230 (退火) 440 (淬火＋自 然时效)
ZM5
180 (铸态) 440 (淬火＋人 工时效)
脱溶驱动力： 新相和母相的体系自由能差.
脱溶阻力：
形成脱溶相的界面能和应变能。
G.P.区：△G1＝a－ b θ″相：△G2＝a－ c θ′相：△G3＝a－ d θ相： △G4＝a－ e
（2 ）合金时效过程
一、G.P区的形成――形成铜原子富集区(GP区) 经固溶处理称为孕育期。随后，铜原子 在铝基固溶体(面心立方晶格)的{100}晶面上偏聚，形 成铜原子富集区，称为GP[I]区。
1. G.P.区特点： • • • • (1) 在过饱和固溶体的分解初期形成，形成速度很 快，均匀分布。 (2) 晶体结构与母相过饱和固溶体相同，并与母相 保持共格关系。 (3) 在热力学上是亚稳定的。 (4) G.P区在电子显微镜下观察呈圆盘状，有时候呈
球状或针状。
2. G.P区的显微组织及其结构模型
四、时效后的显微组织
脱溶类型及其显微组织
脱溶沉淀的类型：
局部脱溶、连续脱溶和非连续脱溶。
一、局部脱溶沉淀及显微组织
局部脱溶析出物的晶核优先在晶界、亚晶界、滑移面、 孪晶界面、位错线、孪晶及其他缺陷处形成，这是由于这些 区域能量高，可以提供形核所需的能量。
常见的局部脱溶有滑移面析出和晶界析出。
某些时效型合金(如铝基、钛基、 铁基，镍基等)在晶界析出的同时， 还会在晶界附近形成一个无析出区。
2、连续脱溶加不连续脱溶 • • • (a)表示首先发生非连续脱溶，接着发生连续脱溶。 从(a)到(c)表示非连续脱溶的胞状组织(包括伴生的再结晶 )从晶界扩展至整个基体。 (d)表示析出物发生了粗化和球化。基体中溶质已发生贫化
，并已经发生了再结晶而使基体晶粒细化。
3、不连续脱溶 • • (a)到(c)表示非连续脱溶的胞状组织(伴生的再结 晶)从晶界扩展至整个基体。 (d)表示析出物粗化和球化。
脱溶沉淀时的显微组织变化序列
• 脱溶沉淀时的显微组织变化序列可能的三种情况
1、连续非均匀脱溶加均匀脱溶：即局部脱溶加连续脱溶 • (a)首先发生连续非均匀脱溶(滑移面和晶界析出)，接着 发生连续均匀脱溶，连续均匀脱溶物尺寸很小。 • (b)随时间延长，连续均匀脱溶物已经长大。而再晶界和 滑移面上的连续非均匀脱溶物也已经长大，在晶界两侧形成 了无析出区，已经发生了过时效。 • (c)随时效过程的发展，析出物发生粗化和球化，连续非 均匀脱溶和均匀脱溶的析出物已经难以区别。基体中的溶质 浓度贫化，但基体未发生再结晶。
第三章 合金的时效
本章内容
• 1. 固溶处理、时效、时效硬 化、脱溶的基本概念。 • 2. 合金的脱溶过程和脱溶物的结构。
• 3. 合金过饱和固溶体脱溶转变的热力学和动力学。
• 4. 合金过饱和固溶体脱溶后的组织。
• 5. 合金过饱和固溶体脱溶转变时的性能变化。
• 6. 合金时效时产物的强化机制。
胞状组织与珠光体组织的区别在于：
由共析转变形成的珠光体中的两相(γ→α+Fe3C)
与母相在结构和成分上完全不同，而由非连续脱溶所
形成的胞状物的两相(α0→α1+β)中必有一相的结
构与母相相同，只是其溶质原子浓度不同于母相而已
。
• 非连续脱溶与连续脱溶相比有以下区别：
(ⅰ) 界面浓度变化不同 (ⅱ) 前者伴生再结晶，而后者不伴生再结晶。 (ⅲ) 前者析出物集中于晶界上，至少在析出过程初期如此 ，并形成胞状物；而后者析出物则分散于晶粒内部， 较为均 匀； (Ⅳ) 后者属于短程扩散，而前者属于长程扩散。
固溶时效处理示意图
• 合金具有沉淀强化效果的先决条件: (1)加入基体金属中的合金元素应有较高的极限固
溶度，且在其相图上有固溶度变化，其固溶度随温度
降低而显著减小；
(2)淬火后形成过饱和固溶体在时效过程中能析出
均匀，弥散的共格或半共格的亚稳相，在基体中能形 成强烈的应变场。 (3)沉淀强化相是硬度高的质点。
三、 过渡相θ′的形成与结构 • 随着时效过程铜原子在θ″相基础上继续偏聚，片状θ″相周
围的共格关系部分遭到破坏，当Cu和Al原子比为1:2时，形成
过渡相θ′。呈圆片状或碟形，尺寸为100nm数量级。
• 对位错运动的阻碍作用 减小，硬度开始降低。
• θ′相与基体α之间仍然保
持部分共格关系，而θ″
五、脱溶时效过程中的的性能变化
一、冷时效和温时效 • 冷时效是指在较低温度下进行的时效，其硬度变化曲线的特 点是硬度一开始就迅速上升，达一定值后硬度缓慢上升或者 基本上保持不变。 • 冷时效的温度越高，硬度上 升就越快，所能达到的硬度 也就越高。冷时效过程中主 要形成G.P.区。
•
温时效是指在较高温度下发生的时效，硬度变化规律是开 始有一个孕育期，接着硬度迅速上升，达到一极大值后又随时
中的α相和母相α之间的溶质浓度不连续而称为非
连续脱溶。非连续脱溶脱溶时两相耦合成长，与共 析转变很相似。可表示为：α0=α1+β • 非连续脱溶的显微组织特征是在晶界上形成界 限明显的领域，称为胞状物、瘤状物。胞状物一般
由两相所组成：一相为平衡脱溶物，大多呈片状；
另一相为基体，系贫化的固溶体，有一定的过饱和 度。
下来的空位浓度（因为空位能帮助溶质原子迁移）
。凡是能增加空位浓度的因素均能促进G.P区的形成
。
二、过渡相θ″的形成与结构
在GP[I]区的基础上铜原子进一步偏聚，GP区
进一步扩大，并有序化，即形成有序的富铜区，称为 GP[Ⅱ]区，为过渡相.常用θ″表示。 由于θ″相区与基体仍保持共格关系，因此其周 围基体产生弹性畸变，它比GP[I]区周围的畸变更大,
3. 时效温度的影响 • 时效温度越高，原子活动性就越强，脱溶速度也就 越快。 • 但是随着时效温度升高，化学自由能差减小，同时 固溶 体的过饱和度也减小，这些又使脱溶速度降低 ，甚至不再脱溶 • A1-4％Cu-0.5％Mg 合金的时效温度从 200℃提高 到 220℃，时效时间可以从 4h 缩短为 1h。
子富集区有序化θ″相→形成过渡相θ′→析出稳定
相θ(CuAl2)+平衡的α固溶体。
脱溶相的粗化
脱溶相形成后，在一定的条件下，溶质原子继续
向晶核聚集，使脱溶相不断长大。 界面能的降低就是脱溶相的粗化的驱动力。
三、合金时效动力学及其影响因素
合金脱溶沉淀过程的等温动力学曲线 • 动力学曲线呈 C 字形的原因是等温温度升 高，脱溶速度加快；但温度升高时固溶体过饱 和度减小，临界晶核尺寸增大，又使脱溶速度 减慢。
•
不同成分的A1-Cu合金在130‴时效时硬度与 脱溶相的变化规律。时效硬化主要依靠形成 G.P.区和θ″相，以形成θ″相的强化效果最 大，当出 现θ′相以后合金的硬度下降。
时效前期，弥散析出相所引起的硬化超 过了另外两个因素所引起的软化，因此硬 度将不断升高并可达到某一极大值。 时效后期，由于析出相所引起的硬化小于 另外两个因素所引起的软化，故导致硬度 下降，此为温时效。若时效时仅形成 G.P.区，硬度将单调上升并趋于一恒定值 ，此为冷时效。
• G.P.区与母相保持共格关系，界面能较小，弹性应变能较大。
•
G.P.区的形状与溶质和溶剂的原子半 径差有关。 △R小于 3％时析出物呈球状， △R大于 5％时析出物
呈圆盘状。
3. G.P.区形成的原因:
G.P 区的形核是均匀分布的，其形核率与晶体中
非均匀分布的位错无关，而强烈依赖于淬火所保留
相与α相则保持完全共格
关系。
四、平衡相θ的形成及结构
时效后期，随θ′相的成长，过渡相θ′从铝基 固溶体中完全脱溶，形成与基体有明显相界面的独立
的稳定相CuAl2，称为θ相，θ相与基体无共格关系。
以上讨论表明，Cu-Al合金时效的基本过程可以概括 为： 过饱和固溶体→形成铜原子富集区(GP区)→铜原
QBe2
180 (软态) 440 (淬火＋人 工时效)
抗拉强度 MPa
•
固溶时效处理的一般步骤：固溶处理 → 过饱和 固溶体 → 时效(析出)→ 饱和固溶体＋析出相(弥散 相 )。 • 合金固溶(淬火)处理+时效热处理，其工艺操作与钢 基本相似，但强化机理与钢有本质上的不同。
共析钢和铝合金淬火时的组织变化示意图
1. 晶体缺陷的影响
• 增加晶体缺陷，将使新相易于形成，使脱溶速度加快
• • • G.P.区形成时，Cu 原子按空位机制扩散。空位浓度就愈高 ，G.P.区的形成速度愈快。 位错、层错以及晶界等晶体缺陷具有与空位相似的作用， 往往成为过渡相和平衡相的非均匀形核的优先部位。 A1-Cu 合金中的θ″相、θ′相及θ相的析出也是需要通过 Cu
对位错运动的阻碍进一步增大，时效强化作用更大。
θ″相周围的弹性畸变区 θ″相TEM图像
从 G.P.区转变为过渡相的过程可能有两种情况： • 以 G.P.区为基础逐渐演变为过渡相，如A1-Cu合 金以 G.P.区为基础，沿其直径方向和厚度方向(以 厚度方向为主)长大形成过渡相θ″相。 • 与 G.P.区无关，过渡相独立地均匀形核长大， 如Al-Ag合金。