談?wù)?ldquo;C”曲線

1、談?wù)劇癈”曲線第一講C曲線的來源奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變有的老師傅說“熱加工人在大干,定叫鋼鐵組織變。它的變化有規(guī)律,加熱按著平衡圖,冷卻按著C曲線。”這話是很有道理的。一冷卻有“學(xué)問”鋼在熱加工時(shí),必須有加熱、保溫及冷卻的過程。冷卻方法雖然不同,但總不外乎兩種形式:連續(xù)冷卻與等溫冷卻。如果隨著時(shí)間的延長(zhǎng),溫度始終接連不斷地在降低,這就是連續(xù)冷卻。連續(xù)冷卻不一定非得是用同一冷卻速度冷至室溫不可,可以先快后慢,或先慢后快等。等溫冷卻是指在降溫范圍內(nèi)的某一指定溫度上,做一定時(shí)間的停留,然后再接著冷卻下來的一種冷卻形式。它可以采用多個(gè)恒溫段的方法依次進(jìn)行冷卻。具體采用什么方式,要根據(jù)性能要求,并符合內(nèi)部組織

2、變化的客觀規(guī)律。二性能有差異大家知道,鋼的退火是為了降低硬度,必須緩冷,而淬火是要提高硬度,必須快冷。不同的冷卻速度只是外因,是產(chǎn)生硬度差異的條件,而鋼的內(nèi)部組織之間的矛盾性,才是硬度變化的根據(jù),也就是內(nèi)因。這就是說,冷卻只是深刻地影響到鋼的內(nèi)部組織變化,而這種變化卻只有通過鋼內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變的客觀規(guī)律才能引起。三奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變奧氏體是碳在鐵的面心立方晶格中的間隙固溶體。在鋼加熱到Ac1以上并保溫后,其內(nèi)部就呈現(xiàn)這種組織。奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變就是把鋼加熱到呈奧氏體狀態(tài)的溫度并保溫,再迅速冷到低于Ac1的某一固定溫度,在此溫度進(jìn)行恒溫,以便使奧氏體充分完成組織轉(zhuǎn)變。四C曲線的畫法用不同的等溫溫度和停留

3、時(shí)間,進(jìn)行詳細(xì)試驗(yàn),就可以分別知道在每個(gè)溫度下,奧氏體轉(zhuǎn)變開始與結(jié)束的時(shí)間,還可以知道奧氏體在轉(zhuǎn)變過程中的轉(zhuǎn)變量與停留時(shí)間關(guān)系的數(shù)據(jù)。奧氏體轉(zhuǎn)變量和等溫溫度及停留時(shí)間,三者有不可分割的聯(lián)系,利用溫度時(shí)間坐標(biāo)來反映,既完整又簡(jiǎn)單。第二講C曲線的上部珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)一C曲線的分區(qū)在C曲線中,共有五條主要的線。其中有兩條是曲線:代表過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始線和結(jié)束線;有三條是水平直線:A1為高溫奧氏體臨界點(diǎn),Ms為馬氏體轉(zhuǎn)變開始點(diǎn),Mz為馬氏體轉(zhuǎn)變終了點(diǎn)。一般在C曲線圖上除了Ms線畫出外,其余兩條直線就不標(biāo)出了。在C曲線中,從左向右依次看,可以分成三個(gè)區(qū):1.縱坐標(biāo)到過冷奧氏體開始線的區(qū)間,是沒有發(fā)生組織轉(zhuǎn)變

4、的過冷奧氏體不穩(wěn)定區(qū);2.過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始線和終了線之間的區(qū)域,是過冷奧氏體轉(zhuǎn)變進(jìn)行區(qū);3.過冷奧氏體轉(zhuǎn)變終了線右邊區(qū)域,是過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閯e的組織終止區(qū)。在C曲線中,從上往下看,可以分成五個(gè)區(qū):1.A1溫度以上為穩(wěn)定的高溫奧氏體區(qū);2. A1溫度到大約500為珠光體轉(zhuǎn)變區(qū);3.500至Ms溫度為貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū);4.Ms到Mz溫度為馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū);5. Mz溫度以下為馬氏體+殘余奧氏體共存區(qū)。二過冷奧氏體在鐵碳平衡圖中,在A1溫度以上時(shí),奧氏體是不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變的。把鋼極其緩冷到A1溫度時(shí),高溫奧氏體將在平衡轉(zhuǎn)變點(diǎn)進(jìn)行共析轉(zhuǎn)變,生成鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物珠光體。實(shí)際生產(chǎn)中,鋼冷卻時(shí),這個(gè)轉(zhuǎn)變點(diǎn)

5、(此時(shí)為Ar1就會(huì)壓低,冷卻速度越大,壓低越厲害,就會(huì)在更低的溫度下才開始轉(zhuǎn)變。平衡轉(zhuǎn)變點(diǎn)與實(shí)際轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度差叫做過冷度。高溫奧氏體極其緩冷時(shí),其過冷度等于零。在C曲線上意味著兩條曲線在無限遠(yuǎn)處與A線重合。當(dāng)高溫奧氏體以不同的速度進(jìn)行冷卻時(shí),它就在低于平衡轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度進(jìn)行組織轉(zhuǎn)變。這個(gè)被冷到A1溫度以下到轉(zhuǎn)變完了以前的奧氏體就叫做過冷奧氏體。沒有過冷度,就無所謂過冷奧氏體。過冷奧氏體開始轉(zhuǎn)變以前,有一段準(zhǔn)備時(shí)間,稱為孕育期。在此期間,過冷奧氏體的變化主要表現(xiàn)在為轉(zhuǎn)變某種新組織而形成晶核、晶核再長(zhǎng)大的擴(kuò)散過程。過冷奧氏體在不同的溫度,孕育期時(shí)間長(zhǎng)短不一樣。在500600,C曲線的突出部分距縱坐標(biāo)最

6、近,表示孕育期最短,說明過冷奧氏體在這個(gè)溫度范圍內(nèi)最不穩(wěn)定,最容易轉(zhuǎn)變成別的組織,這個(gè)危險(xiǎn)區(qū)稱為“鼻尖”。在此區(qū)域的上、下,隨著溫度的升高或降低,過冷奧氏體的孕育期都會(huì)越來越長(zhǎng),說明它越來越穩(wěn)定。三珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)C曲線的上部,從約500到A1為珠光體轉(zhuǎn)變區(qū),屬于高溫轉(zhuǎn)變。過冷奧氏體在此溫度范圍內(nèi),得到的都是珠光體型組織。根據(jù)滲碳體的粗細(xì)程度和片層之間的距離不同,又分為三種情況。1. 自大約670到A1溫度,在這個(gè)溫度范圍內(nèi),過冷奧氏體轉(zhuǎn)變后生成珠光體(P,片狀滲碳體分布在鐵素體的基體上。放大100200倍的金相顯微鏡下,很容易分辨,滲碳體的片層厚且平直,間距較大,并多半相互平行。由于在這個(gè)53的

7、范圍內(nèi)具體等溫溫度不同,片層粗細(xì)程度也不一樣,導(dǎo)致性能有差異。硬度大致在HRC525。2. 從600到670的范圍內(nèi),在更高倍數(shù)(8001000倍下才能看清片層狀,稱為細(xì)珠光體(索氏體。硬度大致在HRC2530。3. 在大約500600的溫度范圍內(nèi),過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變后的珠光體,片層狀更細(xì),只有在電子顯微鏡下才能分辨出它的片層模樣,片層薄而彎曲,間距更小,并多半相互不平行。稱為極細(xì)珠光體(屈氏體。硬度大概在HRC3040。四擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變C曲線的上部,由于該區(qū)過冷奧氏體轉(zhuǎn)變溫度較高(外因;在過冷奧氏體晶粒內(nèi)或晶界上,總是有的地方碳含量高,有的地方碳含量低(內(nèi)因。在含碳量高的地方通過碳原子聚集,首先

8、形成滲碳體的晶核(質(zhì)點(diǎn),然后再長(zhǎng)大。通過碳原子不斷地向鐵素體兩側(cè)移動(dòng),就形成了滲碳體和鐵素體的片層機(jī)械混合物。這就是擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。因此,過冷奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變,取決于碳的擴(kuò)散,而碳的擴(kuò)散是進(jìn)行得很緩慢,需要足夠的時(shí)間來保證,所以,退火過程必須緩慢。隨著過冷度增大,轉(zhuǎn)變溫度降低,在過冷奧氏體的晶粒內(nèi)或晶界上,形成的晶核數(shù)量增多,長(zhǎng)大速度加快,所以片層就越來越細(xì)薄了。從而使鋼的硬度和強(qiáng)度增加,塑性降低。第三講C曲線的中部貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)一彌散度在珠光體轉(zhuǎn)變中,隨著轉(zhuǎn)變溫度的降低,組織的片層越來越細(xì),即滲碳體片越來越薄,且間距越來越小。在鋼的熱處理中,把滲碳體的大小和分散程度叫做彌散度。彌散度越大,說明

9、滲碳體越細(xì)小,分布也越均勻;彌散度越小,表明滲碳體越粗大,分布也越不均勻。二貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)在C曲線中,從大約500開始到馬氏體轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)(Ms為止,為貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū),在這個(gè)溫度范圍內(nèi),生成的組織都是貝氏體(B,屬于中溫轉(zhuǎn)變。貝氏體按形成溫度的不同,分為兩種:在大約450400形成的是上貝氏體;在稍高于馬氏體轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)Ms溫度以上(大致在400250形成的是下貝氏體。在放大540倍的金相顯微鏡下觀察,上貝氏體呈“羽毛”狀,硬度大約為HRC45左右;下貝氏體呈現(xiàn)黑色針狀,很像“竹葉”,硬度大致為HRC55左右。用電子顯微鏡觀察貝氏體組織,會(huì)發(fā)現(xiàn)滲碳體是非常細(xì)小的薄片或顆粒,而鐵素體卻呈現(xiàn)片狀或針狀。在

10、鋼中,完全得到單一的貝氏體組織是不可能的。總是和馬氏體或極細(xì)珠光體共同存在于鋼的組織中。三貝氏體轉(zhuǎn)變?cè)碓谪愂象w轉(zhuǎn)變開始以前,由于過冷奧氏體中碳存在的不均勻性,總會(huì)在特別小的區(qū)域里,碳含量比較低,該處就生成貝氏體晶核(鐵素體,晶核再長(zhǎng)大,也有孕育期。上貝氏體中碳的擴(kuò)散能力較大,當(dāng)鐵素體片越來越多而密集時(shí),過冷奧氏體中的碳,擴(kuò)散就受到了阻礙。當(dāng)碳濃度達(dá)到6.67%時(shí),就形成了滲碳體,并分布在鐵素體片之間。下貝氏體由于溫度低,過冷奧氏體中的碳擴(kuò)散就更不容易。Fe要轉(zhuǎn)變成Fe,碳只好在Fe中沉淀析出,結(jié)果在鐵素體針里形成了顆粒很多又特別細(xì)的滲碳體。貝氏體轉(zhuǎn)變是介于擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變和非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變之間的一種轉(zhuǎn)

11、變,二者兼而有之。第四講 C曲線的下部馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)一臨界冷卻速度在C曲線中,“鼻尖”處的過冷奧氏體孕育期最短,表明過冷奧氏體在此處最不穩(wěn)定,最容易進(jìn)行分解而轉(zhuǎn)變成非馬氏體的其他組織。一般把“鼻尖”處的過冷奧氏體的冷卻速度叫做臨界冷卻速度,也稱為臨界淬火速度。計(jì)算公式為:VR =(A1-tmm/秒。即:若想把過冷奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體,其冷卻速度必須大于或等于VR才行。二馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)用兩條橫直線表示,它位于C曲線的下部,屬于低溫轉(zhuǎn)變。馬氏體組織的主要特點(diǎn)是硬度高,抗磨損,但韌性低,很脆。在一顆原始的奧氏體晶粒中,形成的第一片馬氏體往往橫跨整個(gè)奧氏體晶粒,而后來形成的馬氏體大小就受到它的限

12、制,致使馬氏體大小不一。馬氏體各片之間的角度為60°或120°。由于碰撞相遇時(shí)沖擊力很大,使馬氏體內(nèi)產(chǎn)生很多顯微裂紋而變得很脆。含碳量0.6%的高溫奧氏體,淬火后的馬氏體呈板條狀排列,叫板條狀馬氏體(低碳馬氏體,相鄰板條大體平行,組成馬氏體束,具有很高的強(qiáng)韌性。高速鋼淬火后的隱針馬氏體用金相顯微鏡看不見針狀。三非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變奧氏體是碳在鐵的面心立方晶格中的間隙固溶體,溶解的碳量較多。當(dāng)將奧氏體以很大的冷卻速度(大于臨界冷卻速度進(jìn)行冷卻時(shí),在Ms溫度以上,就是過冷奧氏體。由于過冷度很大,它本身一點(diǎn)變化也沒有,即高溫奧氏體與過冷奧氏體的本質(zhì)是一樣的,只是本身溫度不同。過冷奧氏體一

13、旦達(dá)到Ms溫度,在這樣低的溫度下,過冷奧氏體中的碳原子失去擴(kuò)散能力而呆在原地不動(dòng),但依然發(fā)生同素異晶轉(zhuǎn)變,只是轉(zhuǎn)變溫度不在910,被迫壓低,于是在Ms溫度開始轉(zhuǎn)變?yōu)镕e。碳在Fe中的間隙固溶體就是鐵素體。鐵素體中溶解的碳量是微乎其微的,讓碳析出去已不可能,只好呆在(固溶其中,碳處于過飽和狀態(tài)。馬氏體的本質(zhì)就是碳在Fe中的過飽和的間隙固溶體。馬氏體的形成沒有孕育期,但也是先生成晶核和晶核長(zhǎng)大的過程,只不過速度非常大,這樣,在一般情況下就看不到馬氏體片的長(zhǎng)大。馬氏體轉(zhuǎn)變沒有化學(xué)成分的變化,只是晶格改換,這就是非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。它與擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變時(shí)有碳的擴(kuò)散,因而有滲碳體的彌散分布而絕然不同,是碳在Fe中的

14、過飽和固溶體。所以非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變與擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變有質(zhì)的變化,使得馬氏體組織的性質(zhì)發(fā)生了突變,絕然不同于珠光體型組織的性質(zhì)了。四殘余奧氏體馬氏體形成時(shí),總有一部分奧氏體沒有發(fā)生轉(zhuǎn)變而保存下來,這部分奧氏體就叫殘余奧氏體(白亮區(qū)。因此,鋼在淬火冷卻到室溫時(shí),根本不可能得到全部馬氏體,就是迅速冷到Mz 為止,也不可能使殘余奧氏體一點(diǎn)也不存在。這是由于馬氏體形成后的體積要增大,結(jié)果,從四面八方團(tuán)團(tuán)圍住壓迫一部分過冷奧氏體,不讓它轉(zhuǎn)變。殘余奧氏體數(shù)量與三個(gè)因素有關(guān):第一是鋼中含碳量,含碳量增加,淬火后鋼中殘余奧氏體數(shù)量也增加。第二是鋼中合金元素含量,使Ms點(diǎn)下降的合金元素,會(huì)使殘余奧氏體數(shù)量增加。第三是冷卻速

15、度,冷卻速度增大,使殘余奧氏體量稍有減少。鋼中殘余奧氏體的存在,有兩大壞處:一是殘余奧氏體在低溫回火不分解,降低了鋼的硬度、強(qiáng)度和耐磨性;二是回火后不轉(zhuǎn)變的殘余奧氏體不穩(wěn)定,在零件長(zhǎng)期使用過程中分解,造成零件尺寸變化,影響尺寸精度。但是近代科學(xué)的研究說明:當(dāng)零件中的殘余奧氏體在一定數(shù)量和分布狀態(tài)以及一定的使用條件時(shí),對(duì)零件的使用壽命有一定提高。第五講 C曲線的不同形狀和位置影響C曲線的因素一含碳量各牌號(hào)碳鋼的C曲線各不一樣,但都呈單一的“C”形,“鼻溫”在550左右。由于亞共析鋼有過剩鐵素體,過共析鋼有過剩次生滲碳體存在,所以在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)的C 曲線形狀就不同了,各自多了一條表示它們分別析出的

16、曲線。不同牌號(hào)的碳鋼,馬氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍也不一樣,有各自的Ms、Mz點(diǎn)。當(dāng)鋼中含碳量增加時(shí),馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)降低,淬火后使鋼中殘余奧氏體量增加。 二 合金元素 合金元素在鋼中存在的形式和含量不一樣，對(duì) C 曲線影響就不相同。 1.不形成碳化物的合金元素鎳 Ni、硅 Si、鋁 Al、銅 Cu 只使 C 曲線位置右移（增加過冷奧 氏體的穩(wěn)定性） ，并不改變形狀。鈷 Co 使 C 曲線左移（降低過冷奧氏體的穩(wěn)定性） 。 2.最弱的形成碳化物的合金元素是錳 Mn。含量3時(shí)，只是使 C 曲線右移而不改變形狀； 當(dāng)含量在 34以上時(shí)，使 C 曲線形狀略微有些改變。 3.強(qiáng)烈形成碳化物的合金元素有鉻 Cr，鉬

17、Mo，鎢 W，釩 V。不但使 C 曲線右移，而且把形 狀改為上、下兩個(gè)“C”形曲線。上部 C 曲線反映的是過冷奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變，下部 C 曲線 表達(dá)的是過冷奧氏體向貝氏體的轉(zhuǎn)變。 4.提高臨界點(diǎn)的合金元素硅、鋁、鈷、鉻、鉬、鎢、釩等，使 C 曲線“鼻溫”向上移動(dòng)。 降低臨界點(diǎn)的合金元素錳、鎳、銅等，使 C 曲線“鼻溫”向下移動(dòng)。 5.使 C 曲線向右移動(dòng)，作用最強(qiáng)烈的合金元素是鉬、錳、鉻，其次是鎳。大大增加了鋼的 淬透性。 6.大多數(shù)合金元素使馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)（Ms 和 Mz）降低（增加淬火后鋼中殘余奧氏體數(shù)量）降 低作用最強(qiáng)的是錳、鉻、鎳，硅影響不大，而鋁、鈷提高 Ms 點(diǎn)。 應(yīng)當(dāng)說明，使

18、C 曲線右移和對(duì) Ms 點(diǎn)產(chǎn)生影響的合金元素，必須是當(dāng)它們?nèi)芙庥趭W氏體中， 以增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，其作用才能達(dá)到。以上所說的是鋼中單獨(dú)加入一種合金元素的影 響，如果同時(shí)加入多種合金元素，就產(chǎn)生了復(fù)雜的綜合影響。并不是單個(gè)合金元素作用的簡(jiǎn)單 總和。 合金元素對(duì) C 曲線的影響，歸納為兩點(diǎn):一是改變位置使 C 曲線右移；另一點(diǎn)是既改變位置 又改變形狀，把 C 曲線上下分開，出現(xiàn)了兩個(gè)“鼻子” ，中間被一個(gè)過冷奧氏體比較穩(wěn)定的區(qū)域 分割開來。 三 奧氏體化溫度和保溫時(shí)間 奧氏體化溫度越高，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，過冷奧氏體就越穩(wěn)定，C 曲線就越向右移。因?yàn)樵陂L(zhǎng)時(shí) 間的高溫下，奧氏體成分特別均勻，晶粒長(zhǎng)大，

19、沒有溶解的質(zhì)點(diǎn)大大減少。因此，在冷卻時(shí)， 使過冷奧氏體生成晶核的數(shù)目（成核率）降低，導(dǎo)致過冷奧氏體不易分解。所以，即使同一成 分的鋼，若原始組織的晶粒度或奧氏體化溫度不同，那么，C 曲線也有較大區(qū)別。 四 冷卻方法 冷卻方法對(duì) C 曲線也有影響，當(dāng)用連續(xù)冷卻時(shí)，測(cè)繪出來的 C 曲線，就和等溫冷卻時(shí)有所 不同。連續(xù)冷卻時(shí)的 C 曲線往右偏，向下移動(dòng)，并且沒有 C 曲線的中部。就不完整了，看不出 來各組織轉(zhuǎn)變的全部面貌。 實(shí)際生產(chǎn)中，都是利用等溫 C 曲線近似地推測(cè)在連續(xù)冷卻條件下，過冷奧氏體轉(zhuǎn)變過程及 其所得組織的全貌。 所以，在鋼的 C 曲線中，附有化學(xué)成分、加熱溫度和原始晶粒度等數(shù)據(jù)，說明該

20、 C 曲線是 在這樣的條件下做出來的。 第六講 C 曲線的用途 鋼在熱加工生產(chǎn)中冷卻的根據(jù) 一 鋼在冷卻時(shí)變化的主要規(guī)律 1. C 曲線指明了過冷度對(duì)奧氏體轉(zhuǎn)變過程的影響。過冷度較小時(shí)，即等溫溫度較高時(shí)，過 冷奧氏體分解過程進(jìn)行緩慢，要幾小時(shí)至幾十小時(shí)才完成轉(zhuǎn)變。當(dāng)過冷度較大時(shí)，等溫溫度在 500600，過冷奧氏體分解就快得多了，甚至幾秒鐘內(nèi)轉(zhuǎn)變即告結(jié)束。當(dāng)過冷度很大時(shí)，等 溫溫度較低并接近 Ms 時(shí)，過冷奧氏體分解過程又緩慢下來，甚至要幾小時(shí)轉(zhuǎn)變才終止。當(dāng)過冷 度更大時(shí)，竟使過冷奧氏體來不及分解，被迫在 Ms 點(diǎn)溫度以下轉(zhuǎn)變成馬氏體，這就是淬火必須 快冷的根據(jù)。 2. C 曲線指出了過冷度對(duì)

21、孕育期的影響。在“鼻溫”處孕育期最短。在“鼻溫”以上，隨 著過冷度增大，孕育期由長(zhǎng)變短。在“鼻溫”以下，隨著過冷度增大，孕育期由短變長(zhǎng)。孕育 期長(zhǎng)短在熱處理上特別重要，尤其是“鼻尖”處的孕育期長(zhǎng)短更加重要，這就是對(duì)不同的鋼淬 火時(shí)，必須選擇不同的冷卻劑的根據(jù)。 3. C 曲線表達(dá)了在不同溫度區(qū)域內(nèi)，過冷奧氏體轉(zhuǎn)變后的組織。在高溫區(qū)內(nèi)為珠光體型， 中溫區(qū)內(nèi)為貝氏體，低溫區(qū)內(nèi)為馬氏體，這就是熱處理有各種方法的根據(jù)。 二 1. 退火和正火 退火是為了降低硬度，便于切削加工；消除應(yīng)力；細(xì)化晶粒、改善組織給最終熱處理做好 準(zhǔn)備。珠光體組織就能滿足要求，退火就在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)進(jìn)行。為此鋼必須首先奧氏體化，對(duì)

22、 加熱到 Ac1 以上溫度的退火可分為：擴(kuò)散退火、完全退火、等溫退火、不完全退火和球化退火。 這些退火的冷卻特點(diǎn)，根據(jù) C 曲線，總的來說就是一個(gè)“慢”字，在組織轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵溫度范圍 必須緩冷，在其余溫度范圍內(nèi)可以快些冷卻。 擴(kuò)散退火、完全退火、不完全退火采用連續(xù)冷卻。碳鋼、合金鋼、高合金鋼的 C 曲線，因 為一個(gè)比一個(gè)右移，冷卻速度可以由大到小，即分別為 4050/小時(shí)、2040/小時(shí)、15 熱處理件冷卻的根據(jù) 20/小時(shí)，才能保證得到珠光體組織。退火件爐冷或坑冷就是這個(gè)道理。 等溫退火屬于等溫冷卻，等溫溫度一般在 Ac1 以下 2040左右，從退火溫度降到等溫溫 度，由于只是過冷奧氏體，沒有

23、發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，可以快冷。 球化退火可以用以上兩種冷卻方法中的任何一種。 當(dāng)以上的退火緩冷到 500600時(shí)，因?yàn)橹楣怏w（球化體）已經(jīng)全部轉(zhuǎn)變完畢，所以，退 火件可以在此溫度出爐空冷。 正火由于是空冷（風(fēng)冷、噴霧冷） ，比退火冷卻速度只是稍微大些，得到的珠光體組織細(xì)些， 彌散度大些，硬度就略高些，切削時(shí)不粘刀，所以，含碳 0.45以下的碳鋼或合金鋼，一般采 用正火以代替退火。 2. 淬火和熱處理 淬火和隨后的回火，可以使工件具有高的使用性能。 淬火是為了得到馬氏體，冷卻速度要繞過“鼻尖”的臨界冷卻速度。淬火冷卻可分為單液 淬火、雙液淬火、預(yù)冷淬火、等溫淬火和分級(jí)淬火、冷處理等方式。 單液淬火就是

24、把淬火件只投入一種淬火介質(zhì)中冷卻。 雙液淬火是用兩種淬火介質(zhì)， 工件先快冷以順利通過 “鼻尖” ， 然后緩慢冷到馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)， 減小組織應(yīng)力，減少工件變形和開裂的危險(xiǎn)。 預(yù)冷淬火是在單液淬火或雙液淬火的基礎(chǔ)上，在稍低于 Ar1 以下溫度的過冷奧氏體比較穩(wěn) 定的區(qū)域，在爐內(nèi)或空氣中慢點(diǎn)冷卻，使工件溫度降至一定溫度后再淬入冷卻劑中，減少熱應(yīng) 力。 等溫淬火是為了得到貝氏體，而在該組織轉(zhuǎn)變區(qū)進(jìn)行等溫的一種淬火。下貝氏體的綜合性 能（硬度、塑性等）優(yōu)于上貝氏體，所以通常在下貝氏體區(qū)進(jìn)行。 分級(jí)淬火是把加熱好的工件在稍高于或略低于 Ms 點(diǎn)的熱浴中保持一定時(shí)間，待工件與熱浴 溫度一致，然后再在空氣中冷卻（必須保持過冷奧氏體在 Ms 點(diǎn)以上不發(fā)生轉(zhuǎn)變） 。分級(jí)溫度， 一是選在 Ms 點(diǎn)以上 2030，二是在 Ms 點(diǎn)以下（大約為 130160） ，使工件不碰上“鼻尖” 。 冷處理：絕大多數(shù)的鋼，Mz 點(diǎn)在 0以下，一般淬火時(shí)只冷到室溫，淬火組織為馬氏體加 殘余奧氏體。為使殘余奧氏體更多地轉(zhuǎn)變成馬氏體，必須將淬火后的工件繼續(xù)冷卻，這就是冷 處理。根據(jù)硬度值和規(guī)定的殘余奧氏體數(shù)量確定冷處理的最終溫度，不一定要冷到 Mz 點(diǎn)。冷卻 速度不限。 三 用 C 曲線推測(cè)連續(xù)冷卻時(shí)組織的轉(zhuǎn)變 利用 C 曲線，可以近似地推測(cè)鋼在連續(xù)冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)