金屬熱處理原理及工藝[共17頁]

1、金屬熱處理原理及工藝緒 論這門課對咱們專業(yè)是很重要的。本課程的重要性從本專業(yè)研究金屬材料及熱處理的名稱上可想而知，雖然現(xiàn)在改了專業(yè)名稱，但熱處理仍是一門主要專業(yè)課。本課程既研究理論問題，又解決實際問題，學好本課對于以后的科研及生產(chǎn)都有益無窮。這里，講講什么是金屬熱處理，其地位和作用，本課內(nèi)容及要求等等。一、 什么是金屬的熱處理簡單地說，金屬熱處理，就是把金屬加熱到預定溫度，并在此溫度保持一定時間，然后以適當?shù)乃俣壤鋮s下來，從而改變其內(nèi)部組織結構，得到預期性能（工藝性能，機械性能，物理和化學性能）的一種工藝方法。如果以溫度為縱坐標，以時間為橫坐標，則右圖中三條曲線即為熱處理工藝曲線，可分為三個階

2、段；加熱保溫冷卻。加熱曲線的斜率表示加熱速度，冷卻也如此。根據(jù)加熱介質(zhì)、方法、速度等的不同及冷卻的不同，熱處理又可分為若干類型。例如，退火、正火、淬火、回火，是四種不同的熱處理工藝，即傳統(tǒng)工藝的四把火，以后都要講到。這些方法看起來簡單，但其中有很深奧的道理。處理工藝有很大發(fā)展，僅了解這四種傳統(tǒng)工藝是遠不夠的。根據(jù)加熱方式不同，還可分為感應加熱表面淬火，火焰加熱表面淬火，離子轟擊熱處理，真空、激光熱處理。有些熱處理是要改變表面化學成分的，如表面增加C的含量為滲C，還有滲N，滲硼等?？傊饘贌崽幚砉に嚪椒ǚ浅６?，且還在不斷地發(fā)展。二、 熱處理在機械制造中的地位和作用各行各業(yè)的發(fā)展，如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、

3、現(xiàn)代國防和現(xiàn)代科學技術的發(fā)展與金屬材料所占的比重越來越大?，F(xiàn)代工業(yè)，現(xiàn)代科學技術三大支柱：信息，能源，材料。而金屬仍然是基本材料，尤以鋼鐵為主。金屬材料制成的零件，在其加工過程中，要經(jīng)過鑄造、鍛造、焊接、切削加工、熱處理等一系列工序，熱處理在其中擔負著改進工件性能、充分發(fā)揮材料潛力，以提高使用壽命的重要任務。就目前機械工業(yè)生產(chǎn)狀況而言，機床中要經(jīng)過熱處理的工件占總重量的6070%，汽車、拖拉機中占7080%，而軸承和各種工、模具則百分之百全部需熱處理。近年來，隨著工業(yè)和科學技術的發(fā)展，對于金屬材料及其制件在強韌性、耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、耐磨損等性能方面的要求更加嚴格，采用熱處理零件的比重還將

4、進一步增大，工藝方法將不斷改進和增多。以后會在工藝部分加以介紹。熱處理之所以在機械制造中占有重要地位，是由于熱處理是強化金屬的重要手段。強化金屬的三個重要手段：形變，合金化，熱處理。形變強化是通過變形提高位錯密度（在金屬的晶體點陣中引入大量缺陷）。合金化，改變化學成分，加入Me，形成固溶體，化合物，是通過固溶強化和第二相的彌散析出來強化的。固溶強化對于鋼鐵材料來說只能在體心結構產(chǎn)生強化。在體心結構中，C原子間隙在扁八面體間隙中，造成不均勻畸變（剪切分量不相等），有一較大的切變分量，可以和位錯產(chǎn)生較大的交互作用，從而造成強化。而面心結構中溶入C，C處于八面體中，只產(chǎn)生膨脹，而不產(chǎn)生及變，或說造成

5、對稱畸變，無上述效果。從Fe-C相圖中可知，F(xiàn)e-C合金在室溫下有鐵素體，F(xiàn)雖也可固溶強化（體心立方），但C的溶解量太少，效果不大，所以F是一軟相。此時可借助熱處理方法來強化。如前所述，熱處理通過加熱和冷卻，發(fā)生固態(tài)相變或組織狀態(tài)變化，以達到強化，如共析成分的Fe-C合金（T8鋼），室溫平衡組織為P，HB 170230，若采用淬火熱處理工藝手段（加熱冷卻），得到M組織，則使硬度提高至HB 650720，M是體心結構，不過飽和地固溶了相當多的C院子，甚至對共析鋼來說，全部C原子 ，這就產(chǎn)生了極顯著的強化效果。所以，熱處理相變強化是一種很有效的強化手段，而其中又以馬氏體相變強化效果最好，所以金屬中

6、相變理論研究以馬氏體相變研究發(fā)展最為迅速。當然實際上金屬強化往往是幾種手段綜合起來，互相滲透，互相促進，如在Fe-C合金中，加入Me，成為合金鋼。合金鋼不經(jīng)過熱處理，其強化成都是有限的，通過熱處理可以達到最好的強烈配合，即合金化與熱處理的相變強化結合起來，形變與熱處理也可結合，互相促進，如現(xiàn)在發(fā)展了形變熱處理，可有效地改善性能。根據(jù)熱處理在工藝路線中的位置，又可分為預先熱處理和最終熱處理。預先熱處理：為后續(xù)工藝（冷、熱加工）作準備。最終熱處理：賦予零件最后使用性能。如銼刀，一般用T12，含C 1.2%工藝流程為：坯料熱軋（后空冷，相當于正火態(tài)，為片狀P+Fe3C，硬度較高）球化退火（預先熱處理

7、）機加工（剁齒）淬火+回火（最終熱處理）。對性能要求較多的零件都要經(jīng)過這兩道熱處理工序。熱處理工藝的判選是否合理，工藝操作是否正確，直接影響到零件壽命?！案愫脽崽幚?，零件一頂幾”，“向熱處理要鋼”。如日本高速鋼的產(chǎn)量 W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2與外國差不多，而我國每年高速鋼不夠用，要進口，而日本要出口。熱處理的重要作用由此可見一斑。三、 本課程內(nèi)容本課程分為原理及工藝兩部分。工藝后面講。a 原立課的內(nèi)容：1、固態(tài)相變的基本規(guī)律及特征2、成分組織結構性能之間的關系3、工藝因素的改進對上述規(guī)律的影響工藝課是原理的具體應用，講一般規(guī)律、共性的東西。原理部分基本按教科書的順序講，但第一章“金

8、屬固態(tài)相變概論”不講，兩個原因：一是一開始就講許多抽象的相變理論不易被接受，不如在以后各章學到哪部分講哪部分，二是學時很緊張。四、 本課程的基本要求 原理部分1、 掌握金屬固態(tài)相變的基本規(guī)律，其中包括組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，轉(zhuǎn)變動力學以及影響轉(zhuǎn)變的因素；2、 了解各種組織與常規(guī)力學性能的基本關系；3、 熟悉常用鋼經(jīng)不同熱處理后的組織特征，掌握用光學顯微鏡識別金屬材料不平衡組織的基本方法。學習方法：每個同學都由自己的學習方法，有些同學學習方法還是很不錯的，針對本門課的特點，提出兩點讓大家注意：注意理論結合實際，這門課是理論性實踐性都很強的課，沒有實際經(jīng)驗，較難，主要要重視實驗課，實驗課將接觸到許多實際問題

9、。對實驗課要重視，實驗課是很重要的環(huán)節(jié)，上實驗課前，要看實驗指導書，之后認真寫好實驗報告。按規(guī)定，三次實驗報告布鞋，不能參加考試，相信本班沒有三次不交的，不會出現(xiàn)這種情況。要及時復習此門課根據(jù)前幾屆的情況看來，有些同學不適應，這門課跟以前學過的課不太一樣，不是嚴密的邏輯推理，實驗性的東西較多，有些問題尚未搞清，假設的推論，提法很多，再加上各種影響因素，一條條的，顯得繁雜散亂，不好學，解決的方法，就是要及時復習，學完一部分就掌握一部分，不能等到考試前才進行復習，為了督促學生學習，可能進行提問。設想：講課時，基本的原理，概念可反復講。 第一章 （奧氏體的形成）鋼的加熱轉(zhuǎn)變 A的形成在實際生產(chǎn)中，鋼

10、的熱處理工藝方法繁多，如正火、淬火、回火及時效表面淬火，化學熱處理，形變熱處理等。但不管哪一種熱處理，都是將工件加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后以某種速度冷卻下來，可見，加熱是鋼進行熱處理的第一步工序。在絕大多數(shù)情況下，鋼熱處理時總要加熱到臨界點以上的溫度，形成奧氏體組織，然后以預定的速度冷卻，得到所要求的組織和性能，鋼的熱處理質(zhì)量與加熱時的A晶粒度、成分與均勻度等有著密切的關系。因此，研究A的形成規(guī)律，便具有重要的理論和實踐意義。1、A的形成概述實際熱處理加熱時所發(fā)生的相變，常常是非平衡的，難于用Fe-Fe3C相圖完全說明問題。為了掌握A形成的規(guī)律性，必須研究A形成的熱力學條件，形成機理，

11、動力學幾影響因素等。一、 A形成的熱力學條件根據(jù)Fe-Fe3C相圖，溫度在A以下時，碳鋼的平衡組織為P（共析鋼）或P+F（亞共析鋼），或P+Fe3C（過共析鋼）。因為珠光體組織是F與Fe3C的混合物，所以從相的組成來說，A溫度以下的平衡相為F和Fe3C。當溫度超過A后，由兩相組成的P，將轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗郃。隨著溫度持續(xù)升高，亞共析鋼的過剩相F將不能轉(zhuǎn)變?yōu)锳，過共析鋼的過剩相Fe3C，也將不斷溶入A中，而使A量逐漸增多，其化學成分分別沿GS和ES曲線變化。當加熱到GSE線以上時，平衡相均為單相A。鋼加熱時的相變動力是新相A與母相之間的體積自由能之差V* 。按固態(tài)相變成核理論，A成核時，系統(tǒng)的自由能變化

12、為：系統(tǒng)自由能總變化：S為形成A時所增加的界面能，V為形成A時所增加的應變能。應變能是固態(tài)相變特有的。金屬發(fā)生固態(tài)相變時，新、舊相的比容一般不會相同，故轉(zhuǎn)變時必將發(fā)生體積變化。由于受到周圍舊相約束，新相不能自由膨脹，因此新相與其周圍的舊相之間必將產(chǎn)生彈性應變和應力，使系統(tǒng)額外地添加一項彈性應變能。因為A在高溫下形成，其相變的應變能較小，（因應變能可通過一定的塑性變形來釋放掉），相變的阻力主要是界面能。圖2-4（P15）示出共析鋼A和P的體積自由能隨溫度的變化曲線。它們交于A1點（727）。當溫度等于727時，P與A自由能相等，相變尚不會發(fā)生。當溫度高于A1時，GAC-，因此在A內(nèi)存在C濃度差。

13、這樣，A中的C就要從高濃度的A-Fe3C相界面一邊向低濃度的A-F相界面擴散，結果破壞了在該溫度（T1）下相界面的平衡濃度，此時A內(nèi)C的分布如虛線所示。為了維持原來的相界面的局部平衡，F(xiàn)e3C必須溶入A以供應碳量，使其界面的C濃度恢復到C-Fe3C，同時，在A-F相界面處，F(xiàn)必須轉(zhuǎn)變?yōu)锳，以使界面處A的C濃度降低到C-。這樣便使A的相界面同時向Fe3C和F中推移，于是A晶核不斷長大。這樣的過程反復不斷地進行，直至PA轉(zhuǎn)變完畢。此外，與C在A中擴散的同時，在F中也存在著C的擴散。因為F、A與Fe3C三相共存時，在F中也存在著碳濃度差C-Fe3C-C-。這種擴散也有促進A長大的作用，但因其C的濃度

14、差小，作用甚微。三、 殘余Fe3C的溶解在P轉(zhuǎn)變?yōu)锳的過程中，P中的F全部消失時，F(xiàn)e3C還未完全溶解，即P中F與Fe3C不是同時消失，原因可以從兩方面看。（1）Fe-Fe3C相圖，GS線的斜率較平緩，ES線斜率較陡。T1溫度下， 即A的平均C%0.8%，即其值在S點的左側，則必然有未溶解完的高C相存在，即殘余Fe3C。并且由圖可知，轉(zhuǎn)變溫度越高，A的平均C%越低，則殘余Fe3C量越多。有資料表明，共析鋼中，735為0.77C，760為0.69C，780為0.61C，850為0.51C，900為0.46C等。（2）在A晶體長大過程中，由于A與F相界處的C濃度差C-Fe3C-C-顯著地小于Fe3

15、C和A相界面處的濃度差C-Fe3C-C-，所以A只需溶解一小部分Fe3C就會使A達到飽和，恢復平衡C%；而必須溶解大量的F，才能使A的C%趨于平衡。所以長大的A溶解F的速度始終大于溶解Fe3C的速度。雖然F: Fe3C7:1，但共析鋼中F總是先消失。隨加熱時間延長，A中C原子繼續(xù)擴散，未溶Fe3C則不斷溶入A中直至Fe3C完全溶解為止。四、 A的均勻化在殘余Fe3C剛剛完全溶入A的情況下，C在A內(nèi)的分布是不均勻的，原來為Fe3C的區(qū)域，C%較高；而原來是F的區(qū)域，C%較低。這種C濃度的不均勻性隨相變溫度的提高而愈加嚴重。因此，只有經(jīng)繼續(xù)加熱或保溫，借助于C原子的擴散，才能使整個A中C的分布趨于

16、均勻。3 A等溫形成動力學形成動力學是指形成速度問題。即一定溫度下A形成量與保溫時間關系的問題。對于實際生產(chǎn)有著重要意義。為簡便起見，首先討論共析鋼的A等溫形成動力學曲線。一、 共析碳鋼A等溫形成動力學（一） 等溫形成動力學曲線的建立動力學曲線的建立，可以用金相方法，也可以用物理分析方法，用得最多的是金相方法。一般用厚約12mm的薄片金相試樣，在鹽溶中迅速加熱至指定溫度，保溫一定時間后取出，經(jīng)淬火、磨制、拋光、腐蝕后，在室溫下用光鏡觀察。因加熱轉(zhuǎn)變所得的A在淬火時將轉(zhuǎn)變?yōu)镸，故根據(jù)所觀察到的M量的多少即可了解A形成過程。根據(jù)觀察所得結果，可以作出在一定溫度下等溫時，A形成量與等溫時間的關系曲線

17、，見圖，即稱為A等溫形成動力學曲線。由曲線可知，A轉(zhuǎn)變有幾個特點：（1）在轉(zhuǎn)變溫度等溫時，P向A的轉(zhuǎn)變需要經(jīng)過一段孕育期后才能開始。等溫開始到A開始形成的一段時間稱為孕育期。因A形成需C擴散，而C擴散需時間。需要孕育期是擴散型相變的特點。（2）不同溫度下孕育期長短不同，等溫溫度越高，孕育期越短。（3）A的形成速度在整個轉(zhuǎn)變過程中不同。在轉(zhuǎn)變初期，轉(zhuǎn)變速度隨時間的延長而加快。當轉(zhuǎn)變量達到50%時，轉(zhuǎn)變速度達到最大，之后，轉(zhuǎn)變速度又隨時間的延長而下降。（4）溫度愈高，形成A所需要的時間愈短，即A形成速度愈快。由此圖可以得出各個溫度下等溫轉(zhuǎn)變開始及終了的時間，將各溫度下等溫轉(zhuǎn)變開始及終了時間綜合繪在

18、轉(zhuǎn)變溫度與時間坐標系上，即得到A等溫形成動力學圖。P22 圖2-1應該指出，圖中轉(zhuǎn)變開始曲線1所表示的是形成一定量的能測定的A所需的時間與溫度的關系，其位置與所用方法的靈敏度有關。隨測量方法精度提高，轉(zhuǎn)變開始曲線向溫度坐標靠近。通常，為了使用方便，將能夠察覺的一定量（如0.5%）A形成以前的一段時間作為A形成的孕育期。轉(zhuǎn)變終了的曲線2所表示的是F完全消失時所需的時間與溫度的關系。前已述及，F(xiàn)完全消失后，F(xiàn)e3C還需一段時間才能完全溶解。曲線3即為Fe3C完全溶解的曲線。Fe3C消失時，A中的C的分布仍是不均勻的，需要一段時間才能均勻化，曲線4即為A均勻化曲線。在A形成的各階段所需時間很不一樣。

19、如在780，A不到10秒即形成，而殘余Fe3C溶解需幾百秒，A的均勻化需23小時，即A均勻化所需時間最長。（二） （A的形核率與長大速度）A等溫形成動力學的分析A等溫形成動力學圖表示出溫度升高A形成速度加快的規(guī)律，是由于隨著溫度升高A成核率和長大速度均增大的緣故。表2-1（P25）A成核率和長大速度與加熱溫度關系的實驗結果。下面分別加以分析。1、 A形核率研究表明，在A均勻成核的條件下，成核率與溫度之間的關系為： （注：指數(shù)為負值，則指數(shù)分子，或分母都是此項的值） （2-1）式中，C常數(shù) Q擴散激活能 TAA形成溫度 K波耳茲曼常數(shù) *臨界形核功式（2-1）右側由三項組成，這三項均隨溫度升高而

20、增加。第一項C與A核所需碳含量有關。由Fe-Fe3C狀態(tài)圖知，隨溫度升高，一方面與Fe3C相接觸的F的C%沿QP延長線增加，另一方面A與F平衡的C%沿SG線而降低，結果減小了A成核所需要的C濃度起伏，促進了A成核，C值增大。第二項 反映的是原子擴散能力。隨溫度T升高，Q不變，故 值增加，亦即溫度愈高，原子活動能力愈強，能克服位置進行擴散的原子數(shù)愈多。能克服位置進行擴散的原子數(shù)愈多。第三項反映的是自由能焓差值對形核的作用。式中，A與舊相的界面能（或者比界面能） 單位體積A與P之間自由能之差 A常數(shù)當T時，使，則由于這三項的共同作用使形核率I隨A形成溫度的升高急劇增加。由表2-1可見，當溫度從74

21、0提高到800時，I提高了270倍。2、 A線長大速度vA的線長大速度v，實質(zhì)上就是A的相界面向F和Fe3C中推移速度的總和。主要取決于C在A中的擴散速度及濃度梯度，而濃度梯度取決于所形成的A的厚度，和隨溫度改變的濃度差C-Fe3C-C-（A內(nèi)的濃度差）導出A向F和向Fe3C推移的線長大速度為：式中，K比例常數(shù) C在A中的擴散系數(shù) A中C的濃度梯度由上邊兩式可知，A界面向兩側推移速度正比及，反比于界面兩側C濃度差。（新舊相之間的成分相差越大，相變越難進行）當溫度升高時，擴散系數(shù)呈指數(shù)增加， 因A內(nèi)濃度差C-Fe3C-C-增大而增大，界面兩側碳濃度差C-Fe3C-C-及6.67-Cr-Fe3C均

22、減小，即（2-2）（2-3）式中隨溫度升高，分子，分母，故其值V-、V-Fe3C而增加。如表2-1所示，當溫度由740提高到800，線長大速度增加了82倍。由（2-2）（2-3）兩式可計算A向F與Fe3C兩相推移速度的比值。例如，當A形成溫度為780時，A向F的推移速度A向Fe3C中的推移速度即A相界面向F中的推移速度比向Fe3C中的推移速度快14.8倍。但是一般片狀P中F的片厚僅比Fe3C片厚大7倍，所以，A等溫形成時，總是F先消失，轉(zhuǎn)變結束后，還含有相當數(shù)量的剩余Fe3C未完全溶解，還需要經(jīng)過剩余Fe3C溶解和A均勻化過程才能獲得成分均勻的A。（V/VFe3C的比值未必完全符合實際情況，公

23、式計算與實際情況一般有誤差）總之，A形成溫度升高時，成核率I和線生長速度V均隨溫度升高而增大。所以，A形成速度隨形成溫度升高而單調(diào)增大。有一點值得注意：隨溫度的升高，I（成核率）的增大速度比V更快，這一點很有實際意義。（后面講A晶粒度時，要講到）（舉例 P25表2-1）（三） 影響A形成速度的因素除溫度外，影響P轉(zhuǎn)變?yōu)锳速度的因素還有轉(zhuǎn)變前的原始組織以及鋼中所含的Me。1、 原始組織的影響如果鋼的成分相同，P層間距離越?。≒片越 ），原始組織中K分散度愈大，相界面越多，形核地點增多，成核率便愈大；P層間距離愈小，A中C濃度梯度愈大，擴散速度便愈快；K分散度大使C原子擴散距離縮短，A晶體長大速度

24、增加。所以，原始組織愈細，A形成速度愈快。細片P為原始組織時，A的形成速度較快，粗片P時，A形成速率較慢。原始組織中K的形狀對A形成速度也有影響。粒狀P與片狀P相比，由于片狀P的相接面較大，F(xiàn)e3C較 ，易于溶解，加熱時A容易形成。因形核地點多，原子需擴散距離小，長大速度快。不論在高溫還是在低溫，原始組織為片狀Fe3C時，A形成速度均比粒狀Fe3C的大。這在轉(zhuǎn)變溫度低時更為顯著。粒狀P組織與片狀P相比，殘余K的溶解和A均勻化都比較慢。2、 合金元素的影響（P24）在共析鋼中加入Me并不改變A形成機制。但由于Me的加入可以改變臨界點的位置，影響C在A中的擴散速度，還可與C形成各種穩(wěn)定性不同的K，

25、故將影響A的形成速度。轉(zhuǎn)變溫度一定時，臨界點的改變意味著過熱度的改變，如Ni，Mn等元素可以降低臨界點，這就增加了過熱度，使A形成速度加快。固溶于A中的Me可以改變C在A中的擴散速度。Cr，Mo，W等K形成元素降低C在A中的擴散系數(shù)，故使轉(zhuǎn)變速度變慢。Co，Ni等提高C在A中的擴散系數(shù)，故使轉(zhuǎn)變速度加快。Si，Ae等對在A中的擴散影響不大，故對轉(zhuǎn)變速度無大影響。Me對A形成速度的影響，也受到合金K向A中溶解難易程度的牽制。鋼中加入W，Mo等強K形成元素時，由于形成的特殊K不易溶解，將使A形成速度慢。另外，鋼中的Me在原始組織各相中的分配是不均勻的。在退火狀態(tài)下，K形成元素主要集中在K相中，而非

26、K形成元素則主要集中在F中，合金元素的這種不均勻分布，一直到K溶解完畢后，還顯著地保留在鋼中。因而合金鋼A形成后，除了C的均勻化外，還進行著Me的均勻化。由于Me的擴散比C困難（其擴散速度比C小103104倍），因而合金鋼均勻化所需的時間常常比碳鋼長。二、 過共析鋼與亞共析碳鋼A等溫形成圖過共析碳鋼經(jīng)普通完全退火后的組織是P+先共析網(wǎng)狀Fe3C（經(jīng)球化退火的組織是F+粒狀Fe3C）。這類鋼中Fe3C的數(shù)量比共析碳鋼中多。因此，當加熱溫度在Ac1Accm之間P剛剛轉(zhuǎn)變?yōu)锳時，鋼中仍由大部分先共析Fe3C和部分共析Fe3C未溶解。只有在溫度超過Accm，并經(jīng)一定時間的保溫后，F(xiàn)e3C才能完全溶解。

27、所需時間當然比共析鋼的長，同樣，在Fe3C溶解以后，需延長時間才能使C在A中均勻分布。亞共析鋼經(jīng)普通退火后的組織是P+先共析F。而其中P的數(shù)量隨鋼的碳含量降低而減少。對于這類鋼，當加熱到Ac1以上某一溫度P轉(zhuǎn)變?yōu)锳后，如果保溫時間不太長，可能有部分F（必然存在的）和Fe3C被殘留下來。保溫時間足夠時，F(xiàn)e3C趨于溶解。對于碳含量比較高的亞共析鋼，在Fe3C以上，當F全部轉(zhuǎn)變?yōu)锳后不久，有可能仍有部分Fe3C殘留。再繼續(xù)保溫，才能使殘留Fe3C溶解和使A成分均勻化。圖2-11（P23）a、b是實測的過共析碳鋼（1.2%C）及亞共析碳鋼（0.45%C）的A等溫形成圖。途中的曲線完全證實了以上論述。

28、比較a、b兩圖可知，共析過共析及亞共析三類鋼的A等溫形成圖基本上一樣，都是由A的形成、殘留Fe3C的溶解及成分均勻化幾個階段組成。不同的是亞共析鋼多了一條先共析F溶解“完了”曲線。與共析鋼相比，過共析鋼的K溶解及A成分均勻化需要的時間加長。但是對于C含量比較少且K為細片狀的亞共析碳鋼，其A等溫形成圖并不總是象圖b)所表示的那樣。在A化過程中K或F哪一個是殘留相的問題，往往和加熱條件有很大關系。當加熱到Ac1 Ac3之間，P轉(zhuǎn)變?yōu)锳，如果保溫時間足夠長，K溶入A后尚有部分先共析F存在。此時如FeFe3C相圖所表明的那樣，在Ac1 Ac3之間，鋼是由A+F兩相所組成。圖c)就是這種情況下的A等溫形

29、成圖。圖中曲線4表示快速加熱到Ac3以上某一溫度時，F(xiàn)以無擴散方式全部轉(zhuǎn)變?yōu)锳的溫度。從圖中可以看出，如果A的形成溫度在圖中曲線4以上，即使鋼的C含量很低，當F剛剛轉(zhuǎn)變?yōu)锳后Fe3C也可以殘留。4 連續(xù)加熱時A的形成（P23）鋼件實際熱處理時，在絕大多數(shù)（如高頻感應加熱，火焰表面加熱，鹽溶加熱等）情況下，A的形成是（屬于外等溫的或）連續(xù)加熱轉(zhuǎn)變。右圖為共析碳鋼在連續(xù)加熱時A形成圖。圖中各轉(zhuǎn)變曲線是將一系列不同加熱速度下測出的相變開始點及終了點分別連結而成的。圖中各加熱曲線與轉(zhuǎn)變曲線的交點，表示不同加熱速度下轉(zhuǎn)變開始及轉(zhuǎn)變的各階段終了的時間和溫度。曲線清楚的表明，連續(xù)加熱時A形成的基本過程和等溫轉(zhuǎn)變相似，也是由A的（形成）形核及長大（包括成核及長大），殘留K溶解和A成分均勻化幾個階段組成。業(yè)已證明，影響這些過程的因素也大概與等溫形成時相同。但因A的形成是在連續(xù)加熱條件下進行的，所以（在相變動力學及相變機理上）常常會出現(xiàn)一些等溫轉(zhuǎn)變所沒有的特點。一、相變是在一個溫度范圍內(nèi)完成的鋼在連續(xù)加熱時，A形成的各階段分別在一個溫度范圍內(nèi)完成，而且加熱速度越大，A形成溫度范圍愈寬，對于共析碳鋼，當加熱速度為103/S時，P開始轉(zhuǎn)變?yōu)锳的溫度在800左右，轉(zhuǎn)變終了溫度在930左右，其形成溫度間隔約為130。而當加熱速度為107/S時，A開始形成溫度提高到830左右，而終了溫度越