钢的热处理原理及工艺
钢的热处理原理和工艺-北科考研
化学热处理
形变热处理
3.特殊热处理磁场热处理
激光热处理
1
一
1.加热的目的和临界温度
（1）加热的目的：
获得均匀的奥氏体组织或者部分奥氏体组织
（2）临界温度
平衡时A1A3Acm
加热时（速度越快线越高）Ac1Ac3Accm
冷却时（速度越快线越低）Ar1Ar3Arrm
（c、r法语的加热和冷却）
P
①A1-鼻尖（550）：γ→P（α+Fe3C）S P325倒数第八行有具体说明（高温转变或扩散性转变）T
P、S、T本质无区别，只是片层间距不同。
②550-Ms（230℃）中温转变或半扩散型转变
γ→B；B：碳过饱和的铁素体和碳化物的机械混合物。
B上→550-350℃
形状不同
B下→350℃-Ms（230℃）
（2）改变C曲线的形状（碳化物形成元素，铬钨钒钛溶入奥氏体）
（3）奥氏体化温度和保温时间的影响：
随温度和时间的增大碳化物越均匀，奥氏体成分越均匀，奥氏体晶粒越大，C曲线右移。
三
T曲线的测定
T曲线与TTT曲线的区别
（1）临界冷却速度Vv：奥氏体全部转变为马氏体的最小冷却速度；
（2）连续冷却没有贝氏体转变（共析钢）。
3.在合金钢中，出现了各种各样的合金钢，一种钢号同属于不同钢种的情况很多，容易造成混乱，把握这些钢种所需求的性能和热处理方法，找到其碳含量和合金元素的需求的原因能够更好的帮助理解。
4.合金钢中，各个钢号的名称中数字所代表的元素含量大多数通用，但有些特殊的含量要特殊记忆。
5.合金钢中由于合金元素的加入，改变了钢中转变温度和转变点，不能继续按照普通铁碳相图的数据认定钢的种类，如：3Cr2W8V（过共析钢，C：0.3-0.4%）。
钢的热处理(原理及四把火)
钢的热处理钢的热处理：是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。
热处理不仅可用于强化钢材，提高机械零件的使用性能，而且还可以用于改善钢材的工艺性能。
其共同点是：只改变内部组织结构，不改变表面形状与尺寸。
第一节钢的热处理原理热处理的目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺分类：（根据热处理的目的、要求和工艺方法的不同分类如下）1、整体热处理：包括退火、正火、淬火、回火和调质；2、表面热处理：包括表面淬火、物理和化学气相沉积等；3、化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
热处理的三阶段：加热、保温、冷却一、钢在加热时的转变加热的目的：使钢奥氏体化（一）奥氏体（ A）的形成奥氏体晶核的形成以共析钢为例A1点则W c ＝0.0218％（体心立方晶格F）W c ＝6.69％（复杂斜方渗碳体）当T 上升到A c1 后W c ＝0.77％（面心立方的A）由此可见转变过程中必须经过C和Fe原子的扩散，必须进行铁原子的晶格改组，即发生相变，A的形成过程。
在铁素体和渗碳体的相界面上形成。
有两个有利条件①此相界面上成分介于铁素体和渗碳体之间②原子排列不规则，空位和位错密度高。
1、奥氏体长大由于铁素体的晶格改组和渗碳体的不断溶解，A晶核一方面不断向铁素体和渗碳体方向长大，同时自身也不断形成长大。
2、残余 Fe 3 C的溶解 A长大同时由于有部分渗碳体没有完全溶解，还需一段时间才能全溶。
（F比Fe 3 C先消失）3、奥氏体成分的均匀化残余Fe 3 C全溶后，经一段时间保温，通过碳原子的扩散，使A成分逐步均匀化。
（二）奥氏体晶粒的长大奥氏体大小用奥氏体晶粒度来表示。
分为 00，0，1，2…10等十二个等级，其中常用的1~10级，4级以下为粗晶粒，5-8级为细晶粒，8级以上为超细晶粒。
机械基础课件：钢的热处理
等温冷却：将奥氏体化后的钢迅速冷却到临界点A1以下 某一温度，恒温停留一段时间，在这段保温时间内发生组织
钢的热处理
1. 过冷奥氏体的等温转变曲线 以共析钢为例： 由于过冷温度和等温时间不同，过冷奥氏体的等温转变 过程及转变产物也不相同，表示过冷奥氏体不同的等温冷却 温度、等温时间与转变过程及产物之间关系的曲线叫做过冷 奥氏体的等温转变曲线，也称为C 1) C · 共析钢奥氏体的等温转变曲线是通过一系列不同过冷
3. (1) 从切削加工性考虑：钢件适宜的切削加工硬度为 170～230 HBS。因此，低碳钢、低碳合金钢应选用正火为预 备热处理。中碳钢也可选正火，含碳量超过0.5%的钢应选用
(2) 从零件的形状考虑：对于形状复杂的零件或大型铸 件，正火可能会因内应力过大而造成零件开裂，故应选用退
(3) 从经济性考虑：因正火比退火的操作简便，生产周 期短，成本低，在能满足使用要求的情况下，应尽量选用正
· 通过实验测出不同的过冷奥氏体在恒温下开始转变和 转变终了的时间，画到温度-时间坐标系中，然后把开始时间 和转变终了时间分别连接起来，即得到图3-4所示的共析钢C
钢的热处理
图3-4 共析钢C曲线
钢的热处理
2) 共析钢过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能 (1) 珠光体类型(高温转变产物)： 共析钢A过冷到723~550℃之间，A等温转变产物属于P
钢的热处理
2. (1) (2) (3) 材料：中碳钢(45)、合金调质钢(40Cr) (4) 技术条件：表面50~55 HRC (5) 感应表面淬火方法如图3-6
钢的热处理
图3-6 钢的感应表面淬火
42crmo渗碳热处理
42crmo渗碳热处理42CrMo是一种常用的合金结构钢，具有较高的强度和耐磨性。
渗碳热处理是一种常见的热处理方法，可以进一步提高42CrMo钢的硬度和耐磨性。
本文将介绍42CrMo渗碳热处理的原理、工艺和效果。
一、渗碳热处理的原理渗碳热处理是将钢材置于含有碳元素的介质中，在高温条件下进行处理，使碳元素渗透到钢材表面，从而增加表面的碳含量。
通过调控渗碳介质的成分和处理温度，可以控制钢材表面的渗碳层的深度和硬度，进而提高钢材的耐磨性能。
二、42CrMo渗碳热处理的工艺1. 预处理：对42CrMo钢进行去油、除锈等预处理工作，确保表面清洁。
2. 渗碳：将42CrMo钢置于含有碳元素的渗碳介质中，通常使用气体、液体或固体介质进行渗碳。
不同的渗碳介质会对钢材表面形成不同的渗碳层。
3. 加热：将42CrMo钢置于炉中，进行加热处理。
加热温度通常在860°C至900°C之间，保持一定时间，使钢材充分吸收碳元素。
4. 淬火：将加热后的钢材迅速冷却，通常使用水、油或盐水进行淬火。
淬火可以使渗碳层硬化，提高钢材的硬度。
5. 回火：对淬火后的钢材进行回火处理，通常在300°C至600°C之间进行回火。
回火可以消除淬火过程中产生的内应力，提高钢材的韧性和强度。
三、42CrMo渗碳热处理的效果渗碳热处理可以显著提高42CrMo钢的硬度和耐磨性，增加其使用寿命。
渗碳层的硬度通常在HRC50至HRC60之间，比未经渗碳处理的钢材硬度要高出很多。
此外，渗碳层还具有较高的耐磨性和抗腐蚀性，可以有效延长钢材的使用寿命。
四、总结42CrMo渗碳热处理是一种常见的热处理方法，可以显著提高钢材的硬度和耐磨性。
通过控制渗碳介质的成分和处理工艺，可以得到不同深度和硬度的渗碳层，满足不同应用领域的需求。
然而，渗碳热处理也可能导致钢材变脆，因此在使用时需要进行合理的回火处理，以提高钢材的韧性和强度。
总体而言，42CrMo渗碳热处理是一种经济、有效的提高钢材性能的方法，具有广泛的应用前景。
钢的热处理原理
钢的热处理原理钢是一种重要的金属材料，广泛应用于工业生产和日常生活中。
钢的性能可以通过热处理来改善，热处理是利用加热和冷却的方式，改变钢的组织结构和性能。
热处理原理是钢材加热至一定温度，然后保温一段时间，最后进行冷却。
下面将详细介绍钢的热处理原理及其影响。
首先，钢的热处理原理包括加热、保温和冷却三个过程。
加热是将钢材加热至一定温度，通常高于其临界温度，使其组织发生相变。
保温是在一定温度下保持一段时间，使组织结构得以稳定。
冷却是以一定速度使钢材迅速冷却至室温，使其组织结构得以固定。
这三个过程相互联系，共同影响着钢材的性能。
其次，热处理原理对钢材的性能有着重要影响。
加热可以改变钢材的组织结构，使其晶粒长大，晶界清晰，提高了塑性和韧性。
保温可以使钢材内部的相变得以充分进行，进一步改善了钢材的组织结构。
冷却的速度和方式也会对钢材的性能产生影响，快速冷却可以得到马氏体组织，提高了钢的硬度。
另外，热处理原理还受到材料成分、加热温度、保温时间和冷却速度等因素的影响。
不同的钢材成分会影响相变温度和组织结构，加热温度和保温时间的选择也会直接影响到钢材的性能。
冷却速度的选择则会影响到钢材的硬度和韧性，不同的冷却方式也会得到不同的组织结构。
总之，钢的热处理原理是通过加热、保温和冷却三个过程，改变钢材的组织结构和性能。
热处理原理对钢材的性能有着重要影响，同时受到材料成分、加热温度、保温时间和冷却速度等因素的综合影响。
因此，在实际生产中，需要根据具体的要求和条件，合理选择热处理工艺参数，以达到最佳的效果。
通过对钢的热处理原理的了解，我们可以更好地掌握钢的性能调控方法，为工业生产提供更好的材料支持。
同时，也可以更好地利用钢材的性能，满足不同领域的需求。
希望本文能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。
钢的热处理原理及工艺
6.67 0.89 14.8 0.41 0.02
表明： 相界面向α一侧推移速度比向Fe3C一侧的推移速度快14.8倍。 通常情况下，片状珠光体的α片厚度比Fe3C片厚度大7倍。 所以奥氏体等温形成时，总是α先消失，剩余Fe3C。
3)残余Fe3C溶解
未溶解，这些Fe3C称为残余Fe3C。
也是一个点阵重构和碳的扩散过程。
（1）过冷奥氏体缓慢冷却，分解的过冷度很小，得到 近于平衡的珠光体组织。 （2）冷却速度较快时，可把过冷奥氏体过冷到较低温 度，碳原子尚可扩散，铁原子不能扩散，得到贝氏体组织。 （3）更快速的冷却，奥氏体迅速过冷到不能进行扩散 分解，得到马氏体组织。
Figure 8. TTT Diagram and microstructures obtained by different types of cooling rates
dC
A 长大
∆Cr↔k
dx
∆Cr↔α
2）奥氏体晶格改组
一般认为： ①平衡加热过热度很小时，通过Fe原子子扩散完成晶格改组。
②当加热过热度很大时，晶格改组通过Fe原子切变完成。
2）奥氏体晶核的长大速度
奥氏体晶核向铁素体和渗碳体两侧推移速度是不同的。
780℃时，
v v Fe 3C
C Fe 3C C
α→γ结束后，还有相当数量的Fe3C尚
残余Fe3C溶解
4）奥氏体均匀化
在原来Fe3C部位，C%较高，而原来α部位C% 较低，必须经过适当保温后，奥氏体中的C%才能均 匀。
A 均匀化
共析碳钢A形成过程示意图
1.奥氏体晶核的形成 2.奥氏体晶核的长大 3.残余渗碳体的溶解 4.奥氏体成分的均匀化
钢的热处理原理与方法论文
钢的热处理原理与方法论文摘要：热处理是指通过加热和冷却来改变金属材料的组织和性能。
钢的热处理是钢加工过程中重要的一步，可以显著改善钢材的强度、韧性和耐磨性等性能，提高其使用寿命和使用范围。
本文将介绍钢的热处理原理与方法，包括淬火、回火、正火等常用的热处理方法，以及热处理的影响因素和应用范围。
一、热处理原理钢的热处理是基于钢材的相变规律和组织变化规律来进行的。
钢材在加热过程中，会出现固溶、析出和相变等现象，从而改变钢材的组织和性能。
通过合理的加热和冷却过程，可以使钢材达到理想的组织状态，进而实现理想的力学性能。
钢材的相变规律是钢材热处理的基础。
一般来说，钢材的相变包括固溶相变和析出相变。
固溶相变是指固溶体中的一种化学成分在加热过程中溶解或析出的现象，如奥氏体相变和铁素体相变等。
析出相变是指固溶体中的化学成分在冷却过程中析出或析出的现象，如马氏体相变等。
钢材的组织变化规律是钢材热处理的另一个重要方面。
钢材的组织包括组织类型和组织形态两个方面。
组织类型是指钢材中各种物相的分布和比例，如奥氏体、铁素体、珠光体等；组织形态是指物相在钢材中的形状和大小，如粗大晶粒、细小晶粒等。
通过控制钢材的加热和冷却过程，可以控制钢材的组织类型和组织形态，从而实现理想的力学性能。
二、热处理方法1.淬火淬火是指将高温钢材迅速冷却到室温以下，使其产生马氏体相变。
马氏体具有高硬度和脆性的特点，可以显著提高钢材的硬度和强度，但降低了韧性。
因此，淬火一般需要进行回火处理来改善钢材的韧性。
2.回火回火是指将淬火后的钢材加热到较低温度并保温一段时间，然后冷却到室温。
回火可以消除淬火时产生的内应力和组织不均匀性，通过分解马氏体改善钢材的韧性，同时适当降低硬度和强度。
3.正火正火是指将低碳钢材加热到临界温度以上，保温一段时间，然后冷却至室温。
正火可以使铁素体相变为奥氏体，改善钢材的塑性和韧性，适用于需要保持一定塑性和耐久性的工件。
三、热处理的影响因素钢材的热处理效果和性能会受到多种因素的影响。
第9-10章钢的热处理原理及工艺
9.1 钢在加热时的转变
1、奥氏体的形成过程 2、影响A形成的因素(T、v、成分、原始组织等) 3、A晶粒大小及其影响因素
9.5 钢的回火
1、淬火钢的回火转变与回火组织 2、回火钢的性能 3、回火种类 4、回火脆性
9.6 钢的淬透性
9.2 钢在冷却时的转变
1、淬透性的概念
转变终了线
4——T+M；
5——M+少量AR； 6——M+少量AR
Vk
Ms
*对于碳钢而言， 条件3及4也难以得 到B组织。
⑥⑤ ④
③
②
①
时间
图5.24 共析钢的连续冷却速度对其组织与性能的影响
P、B、M相变参见（P244-264）
• 1 P相变—高温相变
• 要点：珠光体形核的本质、领先相、相间沉淀等的机理（解释）----普遍认可 在A晶界上优先形核。
• 普遍被认可的相变机理： 1.1 渗碳体和铁素体均可成为相变的领先相； 1.2 过共析钢以渗碳体为领先相，亚共析钢则为F，共析钢则两相均可； 1.3 过冷度小时以渗碳体为领先相; 过冷度大时铁素体为领先相.
• 因未能直接实验验证，尚无定论。 • 也有人认为P相变是两个共析共生，其出发点是
两相以相界面有机结合、有序配合；彼此间存在晶体学位向关系；相对量上具 有一定的比例关系。认为P是个整合体，P晶核是两相，否认领先相的存在。 其P的形成可描述： • A(贫碳区+富碳区）晶核P（F+Fe3C)P团。
C曲线与CCT曲线的区别： 1、CCT曲线的位置比C曲线靠右下方，过冷A转变的孕育区长，转变温度也低； 2、在高温转变区，连续冷却转变往往得到混合组织，组织晶粒外细内粗，而等温转变的
钢的热处理工艺及原理
钢的热处理工艺及原理引言钢是一种重要的金属材料，在工业、建筑、交通等领域中应用广泛。
然而，钢的性能和用途往往需要通过热处理来进行调整和优化。
钢的热处理是指通过控制钢材的加热、保温和冷却过程，使其在固态组织上发生相变或晶粒细化，从而改变钢的组织和性能。
本文将介绍钢的热处理工艺及原理。
钢的热处理工艺1. 加热钢材在进行热处理之前需要先进行加热。
加热的目的是使钢材达到适当的温度，以便进行后续处理。
加热温度通常根据钢材的成分和要求的性能来确定。
常用的加热方法包括火炉加热、电阻加热和电磁感应加热等。
在加热过程中，需要控制加热速率和均匀性，以避免钢材出现过热或局部过热现象。
2. 保温保温是指在加热完成后，将钢材保持在一定的温度下一段时间，使其内部结构逐渐均匀化。
保温时间的长短取决于钢材的尺寸和要求的性能。
保温时可以采用浸渍、覆盖或包覆等方式，以防止钢材的过热和氧化。
3. 冷却冷却是钢材热处理中的重要步骤，其目的是使钢材的组织在固态下发生相变或晶粒细化。
常用的冷却方法包括自然冷却、快速冷却（如水淬、油淬）和等温淬火等。
不同的冷却速率和方法可以得到不同的组织和性能。
钢的热处理原理钢的热处理原理主要涉及钢材的组织变化和相变规律。
下面介绍几种常见的热处理原理：1. 相变规律钢的相变规律是钢材在加热和冷却过程中发生的组织相变现象。
钢的相变分为凝固相变和回火相变两种。
凝固相变是指钢材从液相转变为固相的过程，常见的有固溶态转变和渗碳体转变等。
回火相变是指钢材在加热过程中的变硬、减脆和改变组织的现象，常见的有马氏体回火、余热回火和时效等。
2. 组织变化钢材在热处理过程中会发生组织的变化，主要包括相的改变、晶粒的细化和析出物的形成等。
不同的组织结构具有不同的性能，通过控制钢材的热处理工艺可以改变钢材的组织，从而调整和优化钢的性能。
3. 调质和强化钢的热处理不仅可以改变钢材的组织，还可以调整钢的性能。
通过热处理，可以使钢材的硬度、强度、韧性和耐磨性等性能得到提高。
钢的热处理
均匀化退火 Ac3
Ac1
完全退火 球化退火 去应力 再结晶退火 正火 退火
时间
正火的应用
① 作为低、中碳结构钢 的预备热处理，可获 得合适硬度，改善切 削加工性能，为淬火 作组织准备
温 度
② 消除过共析钢中的网 状二次渗碳体，为球 化退火作组织准备
③ 作为普通结构零件的 最终热处理
均匀化退火 Ac3
三.钢在冷却时的转变
1. 过冷奥氏体的转变产物 过冷奥氏体：处于临界点A1以下的奥氏体
不稳定组织
随过冷度不同，过冷奥氏体将发生三种类型转变
珠光体转变 过冷奥氏体 贝氏体转变 马氏体转变
2.过冷奥氏体转变图
等温冷却 冷却 连续冷却 将钢迅速冷却至临界点A1以下的某 一温度，使奥氏体在该温度下转变 将钢以某种速度不停顿地冷却，使 奥氏体在连续降温过程中转变
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钢的热处理
学习内容
热处理的原理
钢 的 热 处 理
钢的加热和冷却
钢的热处理
第一节 概
一。热处理的目的
述
通过热处理可以改变钢的内部组织结构，从而改善 其工艺性能和使用性能。充分挖掘钢材的潜力，延长零 件的使用寿命，提高产品质量，节约材料和能源。
二。热处理的原理
钢中组织转变的规律是热处理的理论基础，称为 “热处理原理” 。
固溶体 合金的构造 化合物
间隙固溶体 置换固溶体
金属化合物
金属与非金属化合物
机械混合物
固溶体是在固态下，以一种 金属元素的晶格为溶剂，其 他元素的原子为溶质，在一 定条件下，溶质原子溶入溶 剂晶格中，构成的均匀固体。 分为间隙固溶体和臵换固溶 体。譬如铁素体
化合物：是构成合金 的元素相互化合而生 成的新物质。譬如渗 碳体
35钢正火热处理工艺
35钢正火热处理工艺35钢是一种常用的工程用钢材，其主要成分为碳、锰、硅等元素。
正火热处理工艺是对35钢进行强化处理的一种方法。
本文将介绍35钢正火热处理工艺的基本原理、工艺流程和处理效果等方面的内容。
一、35钢正火热处理工艺的基本原理正火热处理是通过将35钢加热到临界温度，保持一段时间后迅速冷却，使其组织发生相变，从而改变其力学性能和组织结构。
在正火热处理过程中，35钢会经历奥氏体化和贝氏体形成的阶段，最终得到较为均匀的马氏体组织。
这种组织具有高硬度、高强度和良好的韧性，能够满足工程上对35钢的性能要求。
1. 材料准备：选择符合要求的35钢材料，并进行表面清洁处理，以去除杂质和氧化物。
2. 加热处理：将35钢材料放入加热炉中，加热到临界温度，保持一定时间，使其完全奥氏体化。
3. 冷却处理：迅速将加热后的35钢材料从加热炉中取出，进行快速冷却。
常用的冷却方法有水淬火、油淬火和气体淬火等。
4. 回火处理：为了提高35钢的韧性和减少内应力，还可以对淬火后的材料进行回火处理。
回火温度一般低于临界温度，具体温度根据要求进行调整。
三、35钢正火热处理的效果正火热处理可以显著改善35钢的力学性能和组织结构。
经过正火处理后，35钢的硬度和强度明显提高，同时仍保持一定的韧性。
这种处理方法可以使35钢具有良好的耐磨性、抗冲击性和抗拉伸性能，适用于各种工程场合。
四、35钢正火热处理工艺的应用范围35钢正火热处理工艺广泛应用于制造领域，特别是在需要强度高、韧性好的零部件和构件上。
比如机械制造、汽车制造、船舶制造、航空航天等行业，都需要使用35钢材料并进行正火热处理，以满足产品的使用要求。
五、35钢正火热处理工艺的注意事项1. 加热温度和保温时间需要根据具体材料和要求进行调整，以保证正火处理效果。
2. 快速冷却过程中应注意控制冷却介质的温度和速度，避免产生过快或过慢的冷却速率。
3. 回火处理的温度和时间也需要根据要求进行调整，以平衡强度和韧性的关系。
钢的热处理
• 加热目的：奥氏体化（动画3-2-1[1]）
1.奥氏体的形成（以共析钢为例）
• 奥氏体化也是形核和长大的过程，分为四步。现以共析钢为例
说明 ① 第一步 奥氏体晶核形成：首先在与Fe3C相界形核。 ② 第二步 奥氏体晶核长大： 晶核通过碳原子的扩散向 和
Fe3C方向长大。
③ 第三步 残余Fe3C溶解: 铁素体的成分、结构更接近于奥氏 体，因而先消失。残余的Fe3C随保温时间延长继续溶解直 至消失。
织时的最小冷却速度。 • 转变在一温度区间进行并随冷
却速度变化 • 转变不均匀，可获得混合组织。
动画lxzhb
② 等温TTT在连续转变中的 应用
• CCT曲线位于TTT曲线右下 方 。 CCT 曲 线 获 得 困 难 ， TTT曲线容易测得。
• 可用TTT曲线定性说明连 续冷却时的组织转变情况。 方法是将连续冷却曲线绘 在C 曲线上，依其与C 曲 线交点的位置来说明最终
电镜下
➢ 贝氏体的性能 ➢ 上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值。 ➢ 下贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具
有良好的综合力学性能，是生产上常用的强化组织之一。
上贝氏体 贝氏体组织的透射电镜形貌 下贝氏体
③ 亚共析碳钢与过共析碳钢过冷奥氏体的等温转变 • 相同点：都具有转变开始与终了线。 • 不同点：先析出线 • C曲线位置随含碳量变化，共析钢过冷奥氏体最稳定
（1）奥氏体的晶粒度 • 晶粒大小的两种表达方法： ➢ 晶粒尺寸 ➢ 晶粒号N：将放大100倍的金相组织与标准晶粒号图片进行
比较。大小分为8级，1级最粗，8级最细。通常1～4级为
粗晶粒度，5～8级为细晶粒度。
• 本质晶粒度：钢加热到930℃±10℃、保温8小时、冷却后
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。
wc6铸造合金钢的热处理工艺
wc6铸造合金钢的热处理工艺铸造合金钢的热处理工艺一、热处理的基本原理1、调节组织的目的：通过温度变化和析出反应，使原材料的组织改变，达到优化材料性能的目的；2、改良韧性的目的：降低材料的晶粒尺寸，改善材料的韧性；3、失效温度的活化：将原材料的构造加以活化和失效，降低材料的失效温度。
二、铸造合金钢热处理工艺1、正火处理：即先冷却、再回火，常用回火温度为820-820°C，以减少残余应力；2、贴地火处理：在正火处理后，钢件进行低温回火，典型的回火温度为650-680°C，以提高钢件的抗冲击性能；3、空冷处理：即先回火或正火处理后在常温下空冷，减小钢件内部残余应力；4、加热处理：将钢件加热至500-650°C，冷却至不低于200°C，减小结构本体的硬度，改善钢件的耐磨性能、抗内应力性能和抗划伤性能；5、低温处理：即将钢件加热至200-300°C，保持片刻再空冷，改变或恢复钢件组织状态，以改善钢水冷却过程中的变形；6、淬火处理：将钢材加热至830-900°C，保持片刻再分成正火线和回火线，淬火增加钢件的抗拉强度和抗准抗强度；7、脆化处理：将钢件加热至680-750°C，保持25-60分钟，冷却至不低于200°C，后空冷，提高钢件的抗冲击性能；8、回火处理：将钢件加热至500-550°C，冷却至常温后回火，提高硬度，降低组织晶粒尺寸，以增强不锈钢的耐蚀性能。
三、铸造合金钢热处理实施要求1、控制加热和冷却过程：要控制加热和冷却速度，保证温度在试验室规定的精度内，同时避免温度不均匀的情况；2、控制工件尺寸：工件的外形和尺寸应满足设计要求，尺寸偏差不能超过合格规定；3、确保温度测量准确：要使用专用仪器进行温度测量，保证温度测量精度；4、检查材料完整性：检查并记录材料的表面状态、质量和组织，确保材料的完整性和质量；5、检查热处理参数：确保热处理的温度、时间、次数等参数满足要求；6、检查安全性：确保加热和冷却过程的安全性，避免发生意外事件；7、检查机械性能：机械性能要满足工艺设计要求，同时要检查过程中的应力和残余应力是否符合要求；8、检查外观质量：确保外观表面按设计要求，无腐蚀现象发生。
钢的热处理原理和工艺
钢的热处理原理和工艺1. 引言热处理是指通过加热和冷却等一系列控制过程，对金属材料进行组织和性能的变化，达到改善材料性能的目的。
钢的热处理是一种常见的金属热处理方法，具有广泛的应用领域。
本文将介绍钢的热处理原理和常用的热处理工艺。
2. 钢的热处理原理钢的热处理是指通过加热和冷却等工艺手段，改变钢的组织结构和性能。
钢的热处理原理基于钢的相变规律和材料的热力学性质。
2.1 钢的相变规律钢在加热过程中会发生相变，包括固相组织的相变和奥氏体的相变。
固相组织的相变主要包括铁素体相变和铁碳体相变。
奥氏体的相变主要包括奥氏体的析出和奥氏体的变质。
•铁素体相变：在约720℃以下，将奥氏体加热到过共饱和温度800℃以上，冷却后会发生铁素体相变，即奥氏体转变为铁素体。
•铁碳体相变：在约720℃以下，将铁素体加热到过共饱和温度800℃以上，冷却后会发生铁碳体相变，即铁素体转变为奥氏体。
•奥氏体析出：在约720℃以上，奥氏体中的碳溶解度增加，冷却过程中会发生奥氏体析出。
•奥氏体变质：在较低温度下，奥氏体中的碳溶解度减小，会发生奥氏体的变质。
2.2 热力学性质钢材的热力学性质主要包括材料的固相平衡线和相似线。
固相平衡线是指材料在一定条件下的相变温度和温度范围，影响钢材在热处理过程中的相组织变化。
相似线是指材料在加热和冷却过程中的相变特征线，对控制材料的相变过程具有重要意义。
3. 常用的热处理工艺钢的热处理包括多种工艺，常用的热处理工艺有退火、正火、淬火、回火等。
3.1 退火退火是指将钢材加热到一定温度，保温一段时间后缓慢冷却的过程。
退火的目的是消除应力，改善钢材的塑性和韧性。
退火方式包括全退火、球化退火、等温退火等。
3.2 正火正火是指将钢材加热到显微组织转变温度区间的一个温度段，保温一段时间后冷却到室温。
正火的目的是调整钢材的组织和硬度，提高钢材的抗拉强度和硬度。
3.3 淬火淬火是指将钢材加热到显微组织转变温度区间的一个温度段，保温一段时间后迅速冷却，使钢材的组织转变为奥氏体。
钢的热处理原理及工艺
钢的热处理原理及工艺钢热处理是指通过加热和冷却工艺来改变钢的组织结构和性能的方法。
钢的热处理可以使钢的硬度、强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性等性能得到提高，从而满足不同工程需求。
下面将详细介绍钢的热处理原理及工艺。
1. 钢的热处理原理钢的热处理是基于钢的相变规律和固溶体的形成原理进行的。
钢的相变主要包括相变温度、相变点和相变组织的变化。
根据钢材的成分和热处理工艺的不同，钢的相变主要包括铁素体转变为奥氏体、奥氏体转变为马氏体、回火和淬火等。
2. 钢的热处理工艺（1）退火：退火是将钢加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温的热处理方法。
退火可以消除钢内部的应力，恢复钢材的塑性和韧性，并改善钢的加工性能。
常见的退火工艺有全退火、球化退火和正火等。
（2）淬火：淬火是将钢加热到一定温度，然后迅速冷却的热处理方法。
淬火可以使钢的组织变为马氏体，从而提高钢的硬度和强度。
淬火的冷却介质可以选择水、油或空气等。
（3）回火：回火是将淬火后的钢再加热到一定温度，然后冷却的热处理方法。
回火可以消除淬火的残余应力，减轻和改变马氏体的形成，从而提高钢的韧性和耐脆性。
常见的回火温度通常在300-700之间。
（4）正火：正火是将钢加热到一定温度，然后在空气中冷却的热处理方法。
正火可以消除钢的残余应力，改善钢的韧性和塑性，并提高钢的强度。
正火的温度通常在700-900之间。
（5）调质：调质是将已经淬火或正火的钢加热到低于共析线或乳状奥氏体线的温度，然后冷却的热处理方法。
调质可以使钢的硬度和强度得到进一步提高，并保持一定的韧性和塑性。
（6）固溶处理：固溶处理是将含有合金元素的钢材加热到一定温度，使合金元素溶解在钢基体中，然后快速冷却的热处理方法。
固溶处理可以提高钢的硬度和强度，并改善钢的耐磨性和耐腐蚀性。
总之，钢的热处理通过控制钢材的加热和冷却过程，使钢的组织结构得到改善，从而达到提高钢的性能的目的。
钢的热处理工艺选择应根据钢材的组成、要求和使用条件等因素进行合理的确定。
钢的热处理原理
钢的热处理原理钢是一种重要的金属材料，广泛应用于机械制造、建筑工程、汽车制造等领域。
而钢的性能很大程度上取决于其热处理过程。
热处理是通过加热和冷却来改变钢的组织结构和性能的工艺过程。
下面将介绍钢的热处理原理。
首先，钢的热处理包括退火、正火、淬火和回火四个基本工艺。
退火是将钢加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温，目的是消除残余应力和改善加工硬化组织。
正火是将钢加热到一定温度，然后在空气中冷却，以提高钢的硬度和强度。
淬火是将钢加热到临界温度以上，然后迅速冷却到介质中，以获得马氏体组织，提高钢的硬度。
回火是在淬火后，将钢加热到较低的温度，然后冷却，以降低硬度和提高韧性。
其次，钢的热处理原理是基于固溶、析出和相变的原理。
在加热过程中，钢中的合金元素和碳元素会溶解在钢基体中，形成固溶体。
在冷却过程中，这些元素会析出，形成新的组织结构。
同时，钢的相变也会发生，如奥氏体转变为马氏体，从而改变钢的硬度和强度。
另外，钢的热处理过程中需要控制加热温度、保温时间和冷却速度。
加热温度应该根据钢的成分和要求的性能来确定，一般应该高于临界温度。
保温时间则是保证合金元素和碳元素充分溶解和扩散的时间。
冷却速度则决定了钢的组织结构和性能，快速冷却可以得到马氏体组织，从而提高硬度。
最后，钢的热处理还需要考虑材料的预处理和后处理。
预处理包括去除表面氧化层、清洁和退火，以保证热处理的效果。
后处理则包括除去淬火和回火产生的残余应力、调质和表面处理，以提高钢的综合性能。
综上所述，钢的热处理原理是基于固溶、析出和相变的原理，通过控制加热温度、保温时间和冷却速度来改变钢的组织结构和性能。
热处理是钢材加工中不可或缺的一部分，对于提高钢的硬度、强度和韧性起着至关重要的作用。
因此，在实际生产中，需要根据具体要求合理选择热处理工艺，以确保钢材具有优良的性能。
钢的热处理工艺及原理
塑性
在外力的作用下，材料发生不能恢复的变形称为塑性变形， 产生塑性变形而不断裂的性能称为塑性。塑性大小用伸长 率δ和断面收缩率ψ来表塑性是指金属材料在外力作用下 产生塑性变形而不断裂的能力。 工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。伸长率指 试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号δ 表示。断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来 截面积之比，用y表示。 伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。 良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保 证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。
热处理工艺及原理
▪ 任何机械零件或工具，在使用过程中，往 往要受到各种形式外力的作用。如起重机 上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油 机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉 力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴 类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。这 就要求金属材料必须具有一种承受机械荷 而不超过许可变形或不破坏的能力。这种 能力就是材料的力学性能。。
3.剩余渗碳体溶解 在奥氏体形成
过程中 ,铁素体比 渗碳体先消失,因此 奥氏体形成之后,还 残存未溶渗碳体。 这局部未溶的剩余 渗碳体将随着时间 的延长,继续不断地 溶入奥氏体, 直至全部消失。
4.奥氏体均匀化 渗碳体完全溶解后
奥氏体中碳的浓度分布
并不均匀 ,原先是渗碳体 地方碳浓度高,原先铁 素体的地方碳浓度低。
弹性和刚性
弹性和刚性
在图中，当加载应力不超过σe，卸载后试样能恢复原状，即不产生 永久变形，材料的这种性能称为弹性。σe为不产生永久变形的最大 应力，称为弹性极限。
图中oe是直线，表示应力与应变成正比，此阶段服从虎克定律， oe的斜率为试样材料的弹性模量E，即
E=σ/ε 弹性模量E是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标。E越大， 则使其产生一定弹性变形的应力也愈大。因此，工程上把它叫做材料 的刚度。刚度表征材料弹性变形抗力的大小。弹性模量E主要决定于 材料的本身，是金属材料最稳定的性能之一，合金化、热处理、冷热 加工对它的影响很小。在室温下，钢的弹性模量E大都在190～220GPa 之间。弹性模量随温度的升高而逐渐降低。