金属材料与热处理第十章第十一章第十二章总结小抄

第十章

1钢为什么可以进行热处理：原则上只有在加热或冷却时发生溶解度显著变化或者发生类似纯铁的同素异构转变，即有固态相变发生的合金才能进行热处理

2固态相变的特点：相变阻力大，新相晶核与母材之间存在晶体学位向关系，母相晶体缺陷对相变起促进作用，易于出现过度相。

3固态相变的类型：扩散型相变，如珠光体转变和奥氏体转变；非扩散型相变，或切变形型相变，如马氏体转变；过渡型转变，如钢中贝氏体转变。

共析钢奥氏体的形成过程：奥氏体形核长大剩余渗碳体的溶解及奥氏体成分的均匀化;转变方式;a+Fe3C

A c

>γ

1

→

4影响奥氏体形成速度的因素:加热温度和保温时间,原始组织的影响,化学成分的影响(碳和合金元素)

5影响奥氏体晶粒大小的因素:加热温度和保温时间的影响,加热速度的影响,钢的化学成分的影响,钢的原始组织的影响

6过冷奥氏体的的等温转变分析：水平线A1是奥氏体与珠光体的平衡温度，另两个水平线分别表示奥氏体向马氏体开始转变温度Ms点和奥氏体向马氏体转变终了温度Mf点，Ms和Mf温度多采用膨胀法或磁性法等物理方法测定；

A1线以上钢处于奥氏体状态，A1线以下、Ms线以上和转变开始曲线之间区域为过冷奥氏体区，转变开始曲线和转变终了曲线之间为过冷奥氏体正在转变区转变终了曲线以右为转变终了区

根据转变温度和转变产物不同，共析钢C曲线由上至下可分为三个区，A1~550之间为珠光体转变区，550~Ms之间为贝氏体转变区，Ms~Mf 之间为马氏体转变区。珠光体转变是不大过过冷的高温阶段发生的，是属于扩散型相变，马氏体转变是在很大过冷度的低温阶段发生的，属于非扩散型相变，贝氏体转变是中温度区间的转变，属于半扩散型相变。

7过冷奥氏体越稳定，孕育期越长，则转变速度越慢，c曲线越往右移

奥氏体成分的影响1含碳量的影响，亚共析钢随奥氏体含碳量增加，c曲线右移，过共析钢含碳量越高，c曲线反而左移。奥氏体中的含碳量越高，贝氏体转变孕育期越长，贝氏体转变速度越慢，故碳素钢c曲线下半部的贝氏体转变线和终了线随含碳量增加一直右移。

奥氏体含碳量越高，则马氏体转变温度ms点和马氏体终了温度mf点越低。2合金元素的影响，除Co和Al(Wal>2.5%)以外的合金元素，当其溶解到奥氏体中后，都曾大力过冷奥氏体的溶解度，c曲线右移，v,Ti,NbZr等强化碳化物，不能溶于奥氏体而已碳化物形式存在，c曲线左移

奥氏体状态的影响，奥氏体晶粒越细，单位体积内面积越大，从而使奥氏体分解形核时形核率增多，降低奥氏体稳定性，c曲线左移

铸铁原始组织不均匀存在成分偏析，可促进奥氏体的分解，c曲线左移

3应力和塑性变形的影响

化。板条状马氏体高密度位错，片状马氏体

马氏体转变的特点，无扩散型，切变共格性，具有特定的惯习面和位向关系

在很多情况下冷却到mf点一下仍得不到100%的马氏体，而保留一部分残留奥氏体，这是由于奥氏体转变为马氏体时，最后为转变的奥氏体受到周围马氏体附加压力，失去长大条件而保留下来，残留奥氏体的数量与奥氏体中的碳含量有关，奥氏体含碳量越多，ms和mf点越低，则残留奥氏体两越多

物的转变，渗碳体的聚集长大和a相的回复，再结晶

第十章

退火工艺：（1）完全退火：是将钢件或钢材加热至Ac3以上20-30度,保温足够长时间,使组织完全奥氏体化后缓慢冷却,以获得近于平衡组织的热处理工艺，目的是细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。(2)不完全退火:是将钢加热至Ac1-Ac3(亚共析钢)或Ac1-Accm(过共析钢)之间,,经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。(3)球化退火：是刚中碳化物球化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺，目的是降低硬度，均匀组织，改善切削加工性。（4）均匀退火：均匀退火又称扩散退火，它是将钢绽，铸铁或锻坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺，目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析使成分均匀化。（5）去应力退火和再结晶退火：为了消除铸件，锻件，焊接件及机械加工工件中的残留内应力，以提高尺寸稳定性，防止工件变形和开裂，在精加工或淬火之前将工件加热到Ac1以下某一温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺称为去应力退火。

正火的工艺：正火是将钢加热到Ac3以上适当温度保温以后在空气中冷却得到珠光体类组织的热处理工艺，

正火目的：（1）改善低碳钢的切削加工性能，（2）消除中碳钢的热加工缺陷，（3）消除共析钢的网状碳化物，便于球化退火，（4）提高普通结构件的力学性能。

退货和正火的选用：（1）含碳量Wc《0.25%的低碳钢，通常采用正火代替退火。（2）Wc=0.25%-0.5%的中碳钢也可用正火代替退火。（3）Wc=0.5%-0.75%的钢，因含碳较高，正火后的硬度显著高于退火的情况，难以进行切削加工，故一般采用完全退火，降低硬度，改善切削加工性。（4）Wc=0.75%以上的高碳钢或工

具钢一般均采用球化退火作为预备热处理。

淬火：将钢加热至临界点Ac1或Ac3以上一定温度，保温后以大于临界冷却速度的速度冷却得到马氏体的热处理工艺叫淬火，目的是使奥氏体化后的工件获得更多的马氏体，然后配以不同温度回火获得各种需要的性能

淬火的方法：（1）单液淬火法（2）双液淬火法（3）分级淬火法（4）等温淬火

钢的淬透性和淬硬性如何确定：钢的淬透性是指奥氏体化后在淬火时得到马氏体的能力，其大小以刚在一定条件下淬火获得的淬透程深度和硬度分布来表示，它反映钢的过冷奥氏体稳定性，即与钢的的临界冷却速度有关，过冷奥氏体越稳定，临界淬火速度越小，钢在一定条件下淬透程度越深，则钢的淬透性越好。淬硬性表示钢淬火时的硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示，它主要取决于马氏体中的含碳量，马氏体中含碳量越高，钢的淬硬性越高。回火：回火是将淬火钢在A1一下温度加热，使其转变为稳定的回火组织，并以适当方式冷却到室温的工艺过程。

目的：减少或消除淬火应力，保证相应的组织转变，提高钢的韧性和塑性，获得硬度，强度，塑性和韧性的适当配合，以满足各种用途工件的性能要求。

根据回火温度可分为：低温回火组织主要回火马氏体，中温回火组织主要为回火托氏体，高温回火组织主要为回火索氏体

化学热处理根据深入的元素不同，可分为渗碳，渗氮，渗氮共渗

钢的渗碳是将钢件放入渗碳介质中，在900-950度加热保温，使活性碳原子渗入钢件表面并获得高碳渗层的工艺方法叫渗碳。

钢的渗氮：向钢件表面深入氮元素，形成富氮硬化层的化学热处理成为渗氮，通常称为氮化。

钢的碳氮共渗：向钢件表层同时渗入碳和氮的过程称为碳氮共渗。

第十一章

工业用钢

一、钢的分类

按用途分：结构钢、工具钢、特殊性能钢。

按化学成分：碳素钢（低、中、高碳钢、）、合金钢（低、中、高合金钢）

按显微组织分1、按平衡状态或退火状态组织分：亚共析钢、共析钢、过共析钢、莱氏钢

2、按正火组织分：珠光体刚、贝氏体刚、马氏体刚、奥氏体钢。

3.按时温时的显微组织分：铁素体刚、奥氏体钢、双相钢。

按品质分：钢中p、s 的含量来分类普通质量刚、优质钢、高级优质钢、特级优质钢

二、钢的编号

我国钢产品编号采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的原则即钢号中的化学元素采用国际化学元素表示；产品名称、用途、特性和工艺