第五章钢在加热时的转变1

编号：QMSD/JWC-13-10

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课题§5－1钢在加热时的转变

教学目的、要求：

掌握钢在加热时的组织转变。

教学重点、难点：

奥氏体的形成。

授课方法：讲解、练习

教学参考及教具（含电教设备）：挂图、配套教参、电子教案

授课执行情况及分析：2教时

本节内容学生不易理解，还需讲解得更浅显、形象

板书设计或授课提纲

【导入】

复习1．碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢和铸造碳钢的牌号。

2．碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢和铸造碳钢的用途。

【新授】

概述：

热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。

钢的热处理方法可分为退火、正火、淬火、回火

及表面热处理等五种。

热处理方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都

是

由加热、保温和冷却一个阶段所组成的。

如图6-1所示。曲线称为热处理工艺曲线。

§5－1钢在加热时的转变

在热处理工艺中，钢的加热是为了获取奥氏体。由Fe－FeC相图可知，

A1，A3,A CM是钢在极缓慢加热和冷却时的临界点，但在实际的加热和冷却条件下，钢的组织转变总有滞后现象，在加热时高于而在冷却时低于相图上的临界点。把加热时的各临界点分别用Ac l，A C3,A Ccm来表示，冷却时的各临界点分别用Ar1，Ar3,Ar cm来表示。

5．钢的奥氏体化

热处理时须将钢加热到一定温度，使其组织全部或部分转变为奥氏体，这种通过加热获得奥氏体组织的过程称为奥氏体化。

下面以共析钢为例说明钢的奥氏体化过程。

共析钢加热到Ac l以上时，钢中珠光体将向奥氏体转变。这一转变过程遵循结晶过程的基本规律，也是通过形核及晶核长大的过程来进行的。

（1）奥氏体晶核的形成及长大

奥氏体晶核最容易在铁素体与渗碳体的界面上生成。晶核生成后，与奥氏体相邻的铁素体中的铁原子通过扩散运动转移到奥氏体晶核上来，使奥氏体晶核长大。同时与奥氏体相邻的渗碳体通过分解不断地溶人生成的奥氏体中，也便奥氏体逐渐长大，直至珠光体全部消失为止。

（2）残余渗碳体的溶解

由于渗碳体的晶体结构和含碳量与奥氏体相差很大，故渗碳体向奥氏体的溶解落后于铁素体向奥氏体的转变，即在铁素体全部消失后，仍有部分渗碳体尚未溶解。随着时间的延长，残余渗碳体继续向奥氏体中溶解，直至全部消失为止。

（3）奥氏体的均匀化

由于珠光体中的铁素体和渗碳体是两种含碳量相差悬殊的相，所以当渗碳体刚刚消失时，奥氏体中的碳浓度仍是不均匀的。在原来的渗碳体处含碳量较高，在原来的铁素体处含碳量较低，需要一定的保温时间，通过碳原子进一步的扩散，才能使奥氏体中含碳量渐趋均匀。因此，热处理加热后的保温阶段，不仅是为了便工件热透，也是为了便组织转变完全及奥氏体成分均匀。

亚共析钢室温组织是珠光体和铁素体，当加热到Ac l时，其组织申的珠光体转变为奥氏体，温度继续升高，铁素体不断转变为奥氏体，直到Ac3时才全部转变为单一的奥氏体组

织。过共析钢的室温组织是珠光体和二次渗碳体，当加热到Ac l时，珠光体转变为奥氏体，温度继续升高，渗碳体逐渐溶解到奥氏体中，直至A c cm线时，才全部转变为单相奥氏体组织。

二、奥氏体晶粒的长大

不论原来钢的晶粒是粗或是细，通过加热时的奥氏体化，都能得到细小晶粒的奥氏体。但是随着加热温度的升高，保温时间的延长，奥氏体晶粒会自发地长大。加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越大。钢在一定加热条件下获得的奥氏体晶粒称为奥氏体的实际晶粒，它的大小对冷却转变后钢的性能有明显的影响。钢在加热时，为了得到细小而均匀的奥氏体晶粒，必须严格控制加热温度和保温时间。

【课堂练习】

1．何谓孕育期？何谓过冷奥氏体？

2何谓钢的热处理？钢的热处理有何重要意义？

3何谓孕育期？何谓过冷奥氏体？

4以共析钢为例，过冷奥氏体在不同温度等温转变时，可得到哪些产物？(用符号表示)其性能如何？(用硬度表示)

【小结】

1．钢的奥氏体化。

2．奥氏体晶粒的长大。

【作业】

练习册