6.1 钢在加热时的转变

6.1钢在加热时的转变一、热处理的作用热处理：将钢在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保持一段时间，然后以一定的速度冷却到室温的一种热加工工艺。一、钢在加热时的组织转变1．钢在加热和冷却时的相变温度

在加热时钢的转变温度要高于平衡状态下的临界点；在冷却时要低于平衡状态下的临界点。加热时的各临界点：Ac1、Ac3和Accm

冷却时的各临界点：Ar1、Ar3和Arcm

热处理目的:改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能。热处理的应用范围:整个制造业。热处理的分类：热处理整体热处理表面热处理退火、正火表面淬火

化学热处理淬火、回火预备热处理：为随后冷拔、冷冲压和切削加工或最终热处理作组织准备的热处理。最终热处理：在工件经切削加工等成形工艺而得到最终的形状和尺寸后进行的赋于工件所需使用性能的热处理。热处理原理：钢中组织转变的规律。钢的加热转变珠光体转变马氏体转变贝氏体转变回火转变热处理工艺：根据热处理原理制订的具体加热温度、保温时间、冷却方式等参数。二、热处理与相图1、金属材料进行热处理的前提条件加热或冷却时发生溶解度显著变化或者有固态相变发生

钢的固态转变

平衡临界温度：A1：共析钢PSK线A3：亚共析钢GS线Acm：过共析钢ES线平衡临界温度：在非常缓慢加热或冷却条件下钢发生的组织转变。（1）热力学上近于平衡时的铁碳合金固态转变加热是热处理的第一道工序。加热分两种：一种是在A1以下加热，不发生相变；另一种是在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化。

Fe，C原子扩散和晶格改变的过程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2、奥氏体的形成一、钢在加热时的组织转变（一）共析碳钢A形成过程示意图

A

形核A

长大1)奥氏体的形核优先在铁素体和渗碳体的相界面上形成。2)奥氏体晶核的长大在奥氏体中出现碳的浓度梯度，并引起碳在奥氏体中不断地由高浓度向低浓度的扩散。为了维持原界面碳浓度平衡，奥氏体晶粒不断向铁素体和渗碳体两边长大，直至，铁素体全部转变为奥氏体。一、钢在加热时的组织转变（一）共析碳钢A形成过程示意图

残余Fe3C溶解A均匀化3)残留渗碳体的溶解铁素体先于渗碳体消失。因此，奥氏体形成后，仍有未溶解的渗碳体存在，随着保温时间的延长，未溶渗碳体将继续溶解，直至全部消失。4)奥氏体成分均匀化延长保温时间，让碳原子充分扩散，才能使奥氏体的含碳量处处均匀。一、钢在加热时的组织转变共析钢奥氏体化过程一、钢在加热时的组织转变（二）亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程

亚共析钢和过共析钢与共析钢的区别是有先共析相。其奥氏体的形成过程是先完成珠光体向奥氏体的转变，然后再进行先共析相的溶解。这个P→A的转变过程同共析钢相同，也是经过前面的四个阶段。对于亚共析钢，平衡组织F+P，当加热到AC1以上温度时，P→A，在AC1～AC3的升温过程中，先共析的F逐渐溶入A，对于过共析钢，平衡组织是Fe3CⅡ+P，当加热到AC1以上时，P→A，在AC1～ACCM的升温过程中，二次渗碳体逐步溶入奥氏体中。一、钢在加热时的组织转变（三）影响奥氏体转变的因素

1.加热温度和加热速度的影响2.化学成分的影响3.原始组织的影响提高加热T，将加速A的形成。随着加热速度的增加,奥氏体形成温度升高（Ac1越高），形成所需的时间缩短。随着钢中含碳量增加，铁素体和渗碳体相界面总量增多，有利于奥氏体的形成。由于奥氏体的晶核是在铁素体和渗碳体的相界面上形成,所以原始组织越细，相界面越多，形成奥氏体晶核的“基地”越多，奥氏体转变就越快。第一节钢在加热和冷却时的组织转变3、奥氏体晶粒长大及其控制措施

钢加热时珠光体向奥氏体转变刚刚结束时，奥氏体晶粒是比较细小的。如果继续加热或保温，奥氏体晶粒会变粗大，影响热处理后钢的强度、塑性、韧性较低。因此，加热时获得细