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热处理复习重点第一章 金属固态相变概论金属固态相变的主要特征 结构变化 成分变化 有序程度变化固态相变阻力：界面能、弹性应变能 固态相变阻力大，直接转变困难，协调性中间产物（过渡相）体积应变能 ：固态相变 比容变化 体积变化 旧相约束 新相不能自由胀缩 弹性应变能（马氏体比容最大，奥氏体比容最小）晶体缺陷的影响晶体内存在不同缺陷：空位、位错、晶界在缺陷附近产生点阵畸变，储存畸变能，畸变能在相变时释放一部分，作为想变驱动力，所以在缺陷处优先形核，加速转变。 缺陷对固态相变起促进作用（动力）亚稳过渡相形成 加热、冷却速度过快，平衡转变受抑制，发生不平衡转变，得到亚稳组织位向关系为了减小界面能，新旧相的低指数晶向、低指数晶面彼此平行新旧相共格（半共格）：必然存在一定晶体学位相关系；新旧相存在位相关系：不一定共格（半共格）新旧相不存在位相关系：必然不共格（半共格）原子的迁移率固态相变：原子迁移率低（10-1210-11cm/s)则固态相变困难。惯习面：为降低界面能，新相在母相一定晶面上形成，该晶面称为惯习面。如何理解界面能是形核动力又是形核阻力形成新核后，界面消失，该段晶界能量供给形核，为形核动力。同时又有新的界面形成，此为形核阻力。热处理：是什么？为什么？怎么做？热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，相的定义：相是指合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的部分。组织的定义：在金属与合金中，用肉眼观察到的或借助显微镜观察到的微观形貌图像统称为组织。结合铁碳相图分析有哪些平衡转变。同素异晶转变 平衡脱溶转变 共析转变 调幅分解 有序化转变第二章 钢中奥氏体的形成炼钢过程A形成和热处理过程A的形成的区别炼钢过程A是从液态降温后转变过来的 热处理过程A是由P升温后转变来的得到A的晶粒的大小不一样。A的晶体结构与性能。结构：A是碳溶于-Fe所形成的固溶体 为面心立方。性能：硬度、强度均不高，但塑性好、热强性好A具有顺磁性。 A为高温稳定相，在室温下通常是不稳定的 。 A导热性差，线膨胀系数高。奥氏体的形成过程的四个阶段。A核的形成 A核的长大 残余Fe3C的溶解 A成分的均匀化A转变是一个扩散型转变。结合相图分析A转变时A中相界平衡问题。珠光体中铁素体全部消失时，渗碳体还没有完全溶解奥氏体/渗碳体界面处的碳浓度差远远大于奥氏体/铁素体界面处的浓度差，所以只需溶解一小部分渗碳体就可以使其相界面处的奥氏体达到饱和，而必须溶解大量的铁素体才能使其相界面处奥氏体的碳浓度趋于平衡。故在共析钢中总是铁素体先消失，有剩余渗碳体残留下来。过热如何消除。应采用较缓慢的冷却以获得平衡组织，再次加热到正常温度即可获得细晶粒奥氏体。晶粒度级别越大则晶粒越细小。三种晶粒度的概念起始晶粒度：加热转变终了时的A晶粒的大小；实际晶粒度：长大到冷却时的A晶粒的大小；本质晶粒度：保温3-8小时实际晶粒度 晶粒为什么要长大：当A转变刚刚完成时，新形成的奥氏体晶粒全部相互接触时，A的晶粒是很小很不均匀的，先形核的晶粒长的较大，能量较高，因此会长大。第三章 珠光体转变粒状P形核位置：未溶入A中的碳化物质点及成分不均匀的高碳区在成分相同情况下，与片状相比，粒状P强度、硬度稍低，但塑性好第四章 马氏体转变M与A界面是共格界面。界面能不高。但弹性应变能高。M中的碳含量c% c%Ms，c%韧性针对过共析钢两相区加热A化：T A中C% MsM高硬度、高强度的原因：1）固溶强化：点阵畸变应力场阻止位错运动；2）相变强化：大量微观缺陷（位错、孪晶、层错等）；3）时效强化：碳偏聚阻止位错运动；4）晶界强化：细晶强化。第五章 贝氏体转变性能取决于组织；下B强韧性好；上B无工程使用价值；获得B的工艺一般采用等温淬火，通过控制等温淬火工艺获得B+M复合组织，其强韧性最佳；同时可以降低冷脆转化温度（下B的形成分割A晶粒M细化）第6章 过冷奥氏体转变动力学图珠光体转变、贝氏体转变、马氏体转变有哪些异同贝氏体与珠光体转变：转变产物类似（+碳化物）、动力学图均为“C”型、有碳原子的扩散、可以等温形成等；贝氏体与马氏体转变：有转变上限温度、相呈过饱和状态、且位错密度高、Fe原子不扩散、转变不完全、有浮凸、与母相之间有严格的位相关系和惯习面应得到什么组织？各属于何种热处理方法？T12钢加热到Ac1以上，用图示的各种方法冷却，分析其所得到的组织。 分析转变后的组织。说明工艺过程。第七章 淬火钢在回火时的转变调质是为了心部获得回火索氏体组织，具有良好综合机械性能，有足够的韧性回火的定义和目的？淬火后的钢在A1以下加热、保温，以适当的冷却方式（一般为室温空冷）冷却到室温的热加工工艺。 （1）稳定工件组织、性能和尺寸。 （2）减小或消除残余应力，防止工件的塑性变形和开裂。 （3）调整工件的强度、硬度，提高韧性，以满足不同工件的性能要求。回火包括哪些过程？回火过程包括：马氏体分解，碳化物的析出、转化、聚集和长大，铁素体回复和再结晶，残留奥氏体分解等四类反应。二次淬火和二次硬化有什么区别？二次硬化：含强碳化物形成元素的合金钢在500600回火时，将有特殊碳化物形成，它们弥散细小，使钢的硬度、强度显著提高的现象二次淬火：淬火钢加热到某一温度回火，回火过程中AR未分解，在随后的冷却过程中转变为马氏体。回火过程中钢的机械性能发生哪些变化？回火温度强度和硬度下降，塑性韧性升高。二次淬火与一次淬火的区别：一次淬火是从高温得到M和残余A的过程；二次淬火是使第一次淬火得到的残余A分解成M的过程第8章 合金的时效时效的本质是什么？：过饱和固溶体的脱溶沉淀图示固溶处理和时效处理并加以说明。固溶处理：将成分位于DF点之间的合金，加热到 相区，经保温获得单相 固溶体后迅速水冷，可在室温下获得过饱和的 固溶体，这种处理方式称为固溶处理。时效处理：固溶处理后得到的组织是不稳定的，有分解出强化相过渡到稳定状态的倾向。在室温下放置或低温加热时，强度和硬度会明显升高。这种现象称为时效强化。在室温下进行的称自然时效；在加热条件下进行的称人工时效。时效强化的同时固溶强化效果会如何变化？ 合金的强化效果更好第九章 金属的加热三种传热方式：传导、对流、辐射；真空加热特点：加热速度缓慢、氧化作用被抑制、表面净化、脱气作用 蒸发现象第十章 退火与正 退火、正火一般作为预备热处理退火、正火的区别相同点：均为中间热处理工艺；均获得接近平衡态珠光体类组织。不同点：冷却速度不同；过冷度不同；正火会发生伪共析转变，对于高碳钢，无先共析相；正火可以作为性能要求不高零件的最终热处理。GCr15钢预备热处理为球化退火，但发现原始组织中有网状渗碳体，如何处理？先进行正火后，再重新进行一次球化退火在满足性能的前提下，从经济性角度考虑尽可能用正火代替退火第十一章 淬火与回火淬透性、淬透层深度（淬硬层深度）、淬硬性的不同淬透性：钢在淬火时获得马氏体的能力是钢的固有属性，取决于过冷奥氏体稳定性（或钢的临界淬火速度）。淬透层深度（淬硬层深度）：从表面至50%马氏体组织处深度取决于Vc、冷却介质、零件尺寸等。淬硬性：钢在理想条件下淬火时所获得的最大硬度的能力与钢的含碳量有关。低温、中温、高温回火工艺各举一个例子加以说明马氏体的碳含量高于0.5对力学性能不利，如何使用钢中的碳含量并不等同于马氏体中的碳含量。提高钢中的碳含量的目的是为了增加碳化物的数量，提高耐磨性以及抑制A的长大。2. 在热处理时，对于高碳钢应采用两相区加热，确保溶入A中的C%不要过多。Cr12MoV 钢的热处理Cr12MoV有两种常用热处理工艺：一种是1000淬火，160回火；另一种是1100淬火，510回火。答： 1）1000淬火，碳及合金元素溶入奥氏体中数量较少，淬火得板条马氏体碳化物残余奥氏体。由于板条马氏体有较好的强韧配合，碳化物的存在有利于提高耐磨性和硬度，同时加热温度较低，热应力较小，低温回火的主要目的是保证硬度基础上，缓解应力，增加马氏体稳定性，如果高温回火，硬度下降过多，达不到性能要求；2）1100淬火，碳及合金元素大量溶入奥氏体中，淬火后残余奥氏体数量增多，510回火是从二次淬火和二次硬化角度考虑。同时提高回火温度，有利于提高韧性，缓解应力；低温回火达不到上述要求，会导致参与奥氏体数量较多，硬度、强度不足。第十二章 表面淬火强化表面淬火是提高表面硬度，提高耐磨性 ；表面淬火后组织呈梯度分布快速