金属材料热处理总结复习

第二章

1.气体腐蚀：金属在加热过程中与大气或燃料气体当中的氧或氧化性气体相互作用而使工件表面发生破坏的行为

2.脱碳：指钢铁材料在加热过程中表层的碳与加热介质中的脱碳气体相互作用而烧损的现象

3.氧化：指材料中金属元素在加热过程中与氧化性气氛发生作用，形成金属氧化物层的现象

4.加热温度不当造成的缺陷，欠热，过热，过烧

①欠热：加热时间不足时，由于未充分A体化，钢中的第二相未能完全溶解，冶炼及热加工过程中存在成分及组织上的缺陷②过热：加热温度过高或保温时间太长将导致A晶粒剧烈长大，过热使铁素体量增多，热加工性恶化，淬火后硬度下降③经常产生在高温扩散退火或高速钢淬火过程中，基本特征是在粗大晶粒的晶界上出现局部熔化或氧化现象，易导致淬火开裂，在铝合金中，产生晶界裂纹

5.加热时间不当造成热处理缺陷：

①加热时间不够，对大型或高合金钢制工件热处理的质量会产生重大影响，由于组织转变不能充分进行，致使热加工过程中引起的某些缺陷不能消除，钢中C，N化物不能充分溶解，导致A耐磨钢切削加工性能下降，不锈钢耐蚀性恶化，工具钢红硬性降低，大型工件由于加热不足淬透性降低②加热时间过长，不仅容易造成工件表面严重的氧化脱碳，还使晶粒粗化，耐热钢长时间加热导致σ相脆化

6.加热速度的确定：①由A等温形成动力学曲线得知，钢在加热时加热速度越快，Ac1,Ac3, Acm临界点温度提高越多，A形成各个阶段移向较高温度，完成A体化时间变短②加热速度升高还使A形成时起始晶粒显著细化，对于改善提高材料性能产生有利影响③特别快速加热使A超细化并随之淬火，可以使工件有较高的表面硬度，强度，耐磨性，塑性韧性较高④快速加热还具有表面质量好，不易氧化脱碳，节约能源，提高生产率⑤从上述技术和经济效果考虑，希望尽可能采用快的加热速度，但加热速度提高，工件截面温差增加，增加体积热应力，使工件产生变形扭曲，开裂

第三章

1.孕育期：过冷A只有经过一定时间才能开始转变，这段时间称为孕育期

2.过冷A：在临界温度（A1）以下存在且不稳定的，将要发生转变的A

3.本质晶粒度：反映钢材加热时A晶粒长大的倾向

4.影响A形成速度的因素：

（1）温度升高，A形成速度越高（2）钢中碳含量愈高，A形成速度越快，C化物数量多，增加铁素体与渗碳体相界面，增加成核部位（3）合金元素，强碳化物形成元素，在一定含量范围内，Cr,Mo,W,V,Ti降低C在A中扩散系数，使A形成速度降低；弱碳化物形成元素及非碳化物形成元素增大扩散系数，加快形成速度（4）原始组织愈细，A形成速度愈快

5.影响A晶粒度因素：

（1）A的起始晶粒度取决于形核率和N和长大速率G的比值N/G，比值越大，其越细小，越易长大

（2）加热温度和保温时间的影响，温度越高，保温时间越长，A晶粒越粗大

（3）加热速度的影响：加热速度越高，过热度越大，形核率越高，短时保温获得细小的晶粒，长时保温获得晶粒更加粗大

（4）钢的含碳量的影响：在一定碳含量范围内，随着碳↑↑，反之↑↓

（5）合金元素的影响：Mn和P促进A晶粒长大，其它的阻碍，一般

（6）原始组织的影响：其主要影响起始晶粒度，原始组织越细，得到的A起始晶粒度越小，长大倾向越大

6.为什么常规热处理时不用非平衡组织作为原始组织：

（1）直接用非平衡组织进行A体化时，若加热条件不当，往往造成旧A晶粒复原，发生“遗传”现象

（2）以C及合金元素含量比较高的马氏体组织进行A体化时，因其性质硬脆，导热能力差，造成工件在加热过程中开裂

7.影响临界冷却速度的因素：

（1）钢的成分 C%＜0.3%随C↑Vc↓,到C%＜1%随C↑Vc↓不多，C%＞1%随C↑Vc↑

（2）随A晶粒度尺寸↑Vc↓

（3）A体化温度，多数钢在高温加热时，会使A晶粒增大，促使碳化物或其它非金属夹杂物溶入和A成分均匀化，推迟转变和Vc↓

（4）A氏体中非金属夹杂物和稳定碳化物，S,O,N化物阻碍加热时A晶粒的长大.使Vc↑8.影响Ms点的因素①A化学成分对Ms点的影响显著，随钢中C%↑Ms点↓，合金元素除Al,Co 外均使Ms点↓②形变与应力：（塑性）形变使Ms点升高，产生形变马氏体， M转变量增加，形变量越大M转变量越多，形变温度越低M也越多，弹性应力对M与形变有类似影响③A体化条件，加热温度和保温时间对Ms点的影响较为复杂，随着T和t↑使Ms↓但T再升高使A晶粒长大使Ms↑④淬火速度：在一定范围内，Ms点随淬火速度↑而↑

9.影响TTT图的因素：（过冷A等温转变图）：①A中的C质量分数，在正常加热条件下，亚共钢的TTT曲线中的铁素体-珠光体转变部分随碳含量的增加而向右移，但当C从0.3-1%时很小，大于1.2%时左移②合金元素，一般来说，降Co外，常用合金元素都增加过冷A 的稳定性，推迟转变和降低转变速度，使TTT曲线右移③A晶粒尺寸，超细的A晶粒会加速过A向珠光体的转变，对贝氏体转变影响小，粗大的推迟珠对贝有小推迟④原始组织，加热温度，保温时间，原始组织越细，越易得均匀A，使TTT右移，原始组织相同时，提高A体化时间，右移⑤变形对过A转变有加速作用

第四章

1.退火：将金属及其合金加热，保温和冷却，使其组织结构达到或接近平衡状态的热处理工艺称为退火或正火。退火一般是炉内缓冷，正火一般是空冷

退火的目的：（1）降低硬度，改善切削加工性（2）细化晶粒，改善力学性能

（3）提高塑性，便于冷加工（4）消除内应力，防止钢件变形和开裂

3.完全退火：将充分A体化的钢缓慢冷却而完成重结晶过程的退火

4.球化退火：使钢获得弥散分布于F基体上的颗粒状K组织（粒状P）的热处理工艺

球化退火目的：钢中碳化物的球化可以降低硬度，提高塑性，韧性，改善切削加工性和减少处理最终的变形开裂倾向。细小均匀，圆形的碳化物分布在马氏体基体上将使耐磨性，接触疲劳强度，断裂韧性得到改善与提高

适用范围：含碳量大于0.6%的各种高碳工模具钢

为什么用球化退火：过共析钢组织为片状珠光体与网状二次渗碳体，不仅珠光体本身较硬，而且由于硬而脆的网状渗碳体存在，切削加工时刀具磨损严重，同时还增加了淬火时变形及开裂的倾向。为此，在热加工后安排一道球化退火工序，使网状，片状的渗碳体发生球化，变成球状的渗碳体。这种在铁素体的基体上分布着球状的渗碳体组织称为球状珠光体，其硬度低于片状珠光体和二次渗碳体的硬度，改善切削加工性，而且淬火时变形和开裂的倾向小。

4.影响碳化物球化退火的因素：①化学成分，C含量提高，碳化物数量增多，在较宽A温度范围内加热易于球化；合金元素影响复杂，没有C化物元素时快，反之~②原始组织，球化退火前原始组织类型，晶粒粗细以及自由铁素体，碳化物大小，形状，数量分布等影响球化③加热温度和保温时间，提高加热温度延长保温时间，增加碳化物在钢中固溶度，球化温度一定时，相同球化时间，温度低的硬度高④冷却速度，其决定了过冷A转变温度Ar1