熱處理學(xué)的基本知識培訓(xùn)學(xué)習(xí)

1、第四章第四章 熱處理的基本知識熱處理的基本知識 改善和提高合金性能的方法雖然很多，但主要是通改善和提高合金性能的方法雖然很多，但主要是通過調(diào)整化學(xué)成分、控制冶金質(zhì)量、冷熱加工變形和熱過調(diào)整化學(xué)成分、控制冶金質(zhì)量、冷熱加工變形和熱處理這四條途徑實(shí)現(xiàn)的。處理這四條途徑實(shí)現(xiàn)的。 熱處理可以消除上一工序所產(chǎn)生的缺陷并為下一熱處理可以消除上一工序所產(chǎn)生的缺陷并為下一工序創(chuàng)造條件。更重要的是通過熱處理的加熱、冷卻工序創(chuàng)造條件。更重要的是通過熱處理的加熱、冷卻可使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，發(fā)揮合金元素的固溶作用，可使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，發(fā)揮合金元素的固溶作用，進(jìn)而提高合金的性能。進(jìn)而提高合金的性能。 熱處理可分為淬火

2、、正火、退火和回火等工藝。熱處理可分為淬火、正火、退火和回火等工藝。 3.1 鐵碳平衡相圖及其簡介鐵碳平衡相圖及其簡介 狀態(tài)圖是狀態(tài)圖是 狀態(tài)圖的一部分，實(shí)用狀態(tài)圖的一部分，實(shí)用 的合金的合金鋼和鑄鐵以及以鋼為基本成分的合金鋼都以這部分狀態(tài)圖為鋼和鑄鐵以及以鋼為基本成分的合金鋼都以這部分狀態(tài)圖為其分析基礎(chǔ)。其分析基礎(chǔ)。 純純Fe在凝固溫度以下有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：在凝固溫度以下有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變： 1538 1394 912 L - Fe -Fe -Fe 其其 中中 和為體心立方結(jié)構(gòu)，和為體心立方結(jié)構(gòu)， 為面心立方為面心立方結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。CFeFe3CFe CFe FeFeFe鋼中共有五個(gè)相：鋼中共有五個(gè)

3、相：(1) 1536以上為鋼水液相（以上為鋼水液相（L）；）；(2) 1392至熔點(diǎn)是體心立方的至熔點(diǎn)是體心立方的-Fe；對工程上應(yīng)用的鐵；對工程上應(yīng)用的鐵碳合金的組織和性能沒有什么影響，故不作為鐵碳合碳合金的組織和性能沒有什么影響，故不作為鐵碳合金的基本相。金的基本相。(3) 奧氏體（簡稱奧氏體（簡稱或或A）：奧氏體是）：奧氏體是727以上的平衡相；以上的平衡相；也稱高溫相也稱高溫相.碳溶于面心立方碳溶于面心立方-Fe的間隙固溶體，在的間隙固溶體，在1148時(shí)碳原子在其中的最大固溶度為時(shí)碳原子在其中的最大固溶度為2.11C，隨著，隨著溫度降低，碳在溫度降低，碳在Fe中的固溶度下降，在中的固溶

4、度下降，在727時(shí)是時(shí)是0.77。奧氏體硬度低、塑性高；。奧氏體硬度低、塑性高； (4) 鐵素體（鐵素體（或或F）：碳溶于體心立方）：碳溶于體心立方-Fe的間隙固溶的間隙固溶體。純鐵素體的碳含量低體。純鐵素體的碳含量低(最大為最大為0.02)，而在室溫時(shí)固，而在室溫時(shí)固溶度幾乎為零溶度幾乎為零.所以強(qiáng)度和硬度不高，但塑性和韌性比所以強(qiáng)度和硬度不高，但塑性和韌性比較好。鐵素體是較好。鐵素體是9l 2以下的平衡相，也稱作常溫相。以下的平衡相，也稱作常溫相。 (5) 滲碳體滲碳體C：鋼中的：鋼中的Fe3C相，滲碳體是鐵與碳原子相，滲碳體是鐵與碳原子結(jié)合形成的具有金屬性質(zhì)的復(fù)雜間隙化合物。它的晶結(jié)合形

5、成的具有金屬性質(zhì)的復(fù)雜間隙化合物。它的晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜屬于復(fù)雜八面體結(jié)構(gòu)，屬于正交系，分子體結(jié)構(gòu)復(fù)雜屬于復(fù)雜八面體結(jié)構(gòu)，屬于正交系，分子式為式為Fe3C，含碳量，含碳量6.69，它硬度很高，塑性極差，它硬度很高，塑性極差，是鋼中主要強(qiáng)化相。是鋼中主要強(qiáng)化相。 從液相析出的從液相析出的Fe3C稱為一次滲碳體稱為一次滲碳體C1；從奧氏；從奧氏體中析出的滲碳體稱為二次滲碳體體中析出的滲碳體稱為二次滲碳體C2；從鐵素體中；從鐵素體中析出的滲碳體稱為三次滲碳體析出的滲碳體稱為三次滲碳體簡稱簡稱C3。1. 特性點(diǎn)特性點(diǎn) 純鐵的熔點(diǎn)純鐵的熔點(diǎn)“A”為為1538； 一次滲碳體的熔點(diǎn)一次滲碳體的熔點(diǎn)“D”為為122

6、7，含，含6.69%C； 鑄鐵共晶點(diǎn)鑄鐵共晶點(diǎn)“C”為為1148，含碳量，含碳量4.3%； “E”點(diǎn)（點(diǎn)（1148 1148 ）是碳在奧氏體中的最大溶度為）是碳在奧氏體中的最大溶度為2.11%C，也是鋼與鐵的分界線，低于，也是鋼與鐵的分界線，低于2.11%C者為鋼，高者為鋼，高者為鑄鐵；者為鑄鐵； “P”點(diǎn)是碳在鐵素體中的最大溶解度，含量為點(diǎn)是碳在鐵素體中的最大溶解度，含量為0.021C；“S”為共析點(diǎn)，參數(shù)為為共析點(diǎn)，參數(shù)為727，0.77%C。 “Q”為為碳在室溫下鐵素體中的最大溶解度碳在室溫下鐵素體中的最大溶解度 “G G”為為FeFe和和FeFe的轉(zhuǎn)變點(diǎn)（的轉(zhuǎn)變點(diǎn)（9129120 0C

7、)C)2.2.特性線特性線 1. ABCD線為液相線；線為液相線；2. AHJECF線為固相線；線為固相線；3.ES線是碳在奧氏體中的溶解度線，當(dāng)碳含量超過此線線是碳在奧氏體中的溶解度線，當(dāng)碳含量超過此線時(shí)，多余的碳以滲碳體形式從奧氏體中析出，二次滲時(shí)，多余的碳以滲碳體形式從奧氏體中析出，二次滲碳體；碳體；4.GS線是冷卻時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開始線（線是冷卻時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開始線（A3），），同時(shí)也是加熱時(shí)（同時(shí)也是加熱時(shí)（AC3 A3）鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終）鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了線；了線；5.GP線是冷卻時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的終止線線是冷卻時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的終止線6.

8、PQ線是碳在鐵素體中溶解度線，當(dāng)超過此線時(shí)，線是碳在鐵素體中溶解度線，當(dāng)超過此線時(shí)，F(xiàn)e3C從鐵素體中析出；從鐵素體中析出；7.水平線水平線HJB線是包晶線，線是包晶線，L LB B+H H J J8.8.水平線水平線ECF線是共晶線線是共晶線：（形成萊：（形成萊奧氏體）奧氏體）Lc E+Fe3C9.水平線水平線PSK線是共析線線是共析線 。S P+ Fe3C共析混合物（共析混合物（P+ Fe3C）統(tǒng)稱為珠光體）統(tǒng)稱為珠光體 3.典型合金結(jié)晶過程及室溫組織典型合金結(jié)晶過程及室溫組織鋼和鑄鐵鋼和鑄鐵 按照組織的不同，習(xí)慣將鋼和鑄鐵分為共析鋼、亞共析鋼、過按照組織的不同，習(xí)慣將鋼和鑄鐵分為共析鋼、

9、亞共析鋼、過共析鋼、共晶白口鑄鐵、亞共晶白口鑄鐵和過共晶白口鑄鐵等六種共析鋼、共晶白口鑄鐵、亞共晶白口鑄鐵和過共晶白口鑄鐵等六種典型合金。典型合金。 (一一)共析鋼共析鋼稱為共析鋼，其含碳量為稱為共析鋼，其含碳量為0.77。當(dāng)溫度在。當(dāng)溫度在l點(diǎn)以上時(shí)，合金為液相；點(diǎn)以上時(shí)，合金為液相；溫度降至溫度降至1點(diǎn)時(shí)，開始從液相中析出奧氏體，溫度降至點(diǎn)時(shí)，開始從液相中析出奧氏體，溫度降至l一一2點(diǎn)之間時(shí)，點(diǎn)之間時(shí)，從濃相中繼續(xù)析出奧氏體。它的特點(diǎn)是液相不斷減少，固相奧氏體從濃相中繼續(xù)析出奧氏體。它的特點(diǎn)是液相不斷減少，固相奧氏體不斷增加，當(dāng)溫度降至不斷增加，當(dāng)溫度降至2點(diǎn)時(shí)，合金全部結(jié)晶成奧氏體，溫度

10、降至點(diǎn)時(shí)，合金全部結(jié)晶成奧氏體，溫度降至23點(diǎn)之間時(shí)，合金為單相奧氏體，奧氏體組織不變。溫度降至點(diǎn)之間時(shí)，合金為單相奧氏體，奧氏體組織不變。溫度降至3點(diǎn)，點(diǎn)，即共析點(diǎn)即共析點(diǎn)3時(shí)，含碳量時(shí)，含碳量0.77的奧氏體在的奧氏體在727溫度下發(fā)生共析反應(yīng)。溫度下發(fā)生共析反應(yīng)。從奧氏體中同時(shí)析出含碳量為從奧氏體中同時(shí)析出含碳量為0.02的鐵素體的鐵素體F和滲碳體和滲碳體Fe3C的共的共析組織，即珠光體析組織，即珠光體P。共析鋼組織轉(zhuǎn)變示意圖共析鋼組織轉(zhuǎn)變示意圖杠杠定律杠杠定律設(shè)設(shè)Cx成分的合金總質(zhì)量成分的合金總質(zhì)量量為量為1,t時(shí)液相時(shí)液相L的質(zhì)量的質(zhì)量為為wl，固相，固相的質(zhì)量為的質(zhì)量為w ，則：，

11、則： wl 1一一w 即：即：WlW 1WlCl W C =1 CxacabCCCCWLLXacbcWWL1abbcWWLWLW(二二)亞共析鋼亞共析鋼 含碳量低于含碳量低于0.77的鋼均稱為亞共析鋼。的鋼均稱為亞共析鋼。亞共析鋼組織轉(zhuǎn)變示意圖亞共析鋼組織轉(zhuǎn)變示意圖（三）過共析鋼（三）過共析鋼 含碳量在含碳量在0.772.11均統(tǒng)稱為過共析鋼。均統(tǒng)稱為過共析鋼。過共析鋼組織轉(zhuǎn)變示意圖過共析鋼組織轉(zhuǎn)變示意圖（四）共晶白口鐵（四）共晶白口鐵 含碳量大于含碳量大于2.11的含碳合金，稱為鑄鐵或生鐵。按的含碳合金，稱為鑄鐵或生鐵。按照鐵碳相圖結(jié)晶規(guī)律得到平衡組織的鑄鐵，稱為白口鐵，照鐵碳相圖結(jié)晶規(guī)律得

12、到平衡組織的鑄鐵，稱為白口鐵，因其斷口為亮白色而得名。因其斷口為亮白色而得名。 合金稱為共晶白口鐵，含碳量為合金稱為共晶白口鐵，含碳量為4.3,萊氏體萊氏體.共晶白口鐵組織轉(zhuǎn)變示意圖共晶白口鐵組織轉(zhuǎn)變示意圖（五）亞共晶白口鐵（五）亞共晶白口鐵（六）過共晶白口鐵（六）過共晶白口鐵 4、含碳量對鐵碳合金組織和機(jī)械性能的影響、含碳量對鐵碳合金組織和機(jī)械性能的影響 含碳量小于含碳量小于0.02的鐵碳合金稱為工業(yè)純鐵，它的鐵碳合金稱為工業(yè)純鐵，它的機(jī)械性能與鐵素體基本相同，有良好的塑性和韌性，的機(jī)械性能與鐵素體基本相同，有良好的塑性和韌性，較低的強(qiáng)度與硬度。較低的強(qiáng)度與硬度。 當(dāng)含碳量為當(dāng)含碳量為0.7

13、7時(shí)，組織為珠光體；在亞共析時(shí)，組織為珠光體；在亞共析鋼中，組織鐵素體珠光體；而在過共析鋼中，組織則鋼中，組織鐵素體珠光體；而在過共析鋼中，組織則為珠光體滲碳體。為珠光體滲碳體。 含碳量增加后，碳鋼含碳量增加后，碳鋼的強(qiáng)度和硬度升高，而的強(qiáng)度和硬度升高，而塑性和韌性則下降。塑性和韌性則下降。 當(dāng)含碳量超過了當(dāng)含碳量超過了0.9后，由于游離狀態(tài)的后，由于游離狀態(tài)的二次滲碳體自晶界析出，二次滲碳體自晶界析出，這些硬而脆的網(wǎng)狀滲碳這些硬而脆的網(wǎng)狀滲碳體，降低了晶界之間的體，降低了晶界之間的結(jié)合力，反而使碳鋼的結(jié)合力，反而使碳鋼的強(qiáng)度逐漸下降。強(qiáng)度逐漸下降。 當(dāng)含碳量大于當(dāng)含碳量大于1.4后，后，在工

14、程上已很少應(yīng)用。在工程上已很少應(yīng)用。3.2 鐵鐵Fe3C平衡圖的應(yīng)用平衡圖的應(yīng)用 1.合理選材合理選材 壓力容器、鍋爐鋼選碳含量小于壓力容器、鍋爐鋼選碳含量小于0.25的塑性、韌的塑性、韌性好的碳鋼；性好的碳鋼； 重要的地腳螺栓、軸、齒輪等需要強(qiáng)度、韌性都較重要的地腳螺栓、軸、齒輪等需要強(qiáng)度、韌性都較好的碳含量好的碳含量0.30.5的鋼；的鋼； 類彈簧需要含碳類彈簧需要含碳0.50.75的鋼；而工具、模具、的鋼；而工具、模具、軸承類則需要軸承類則需要0.81.3的鋼的鋼2.在熱處理方面的應(yīng)用在熱處理方面的應(yīng)用 熱處理的淬火、常化和退火等工藝選擇主要由鐵碳相圖熱處理的淬火、常化和退火等工藝選擇主

15、要由鐵碳相圖確定。確定。2. 在鑄造、鍛壓軋制方面的應(yīng)用在鑄造、鍛壓軋制方面的應(yīng)用3. 碳鋼在平衡狀態(tài)下的組織轉(zhuǎn)變過程碳鋼在平衡狀態(tài)下的組織轉(zhuǎn)變過程 F(鐵素體鐵素體)珠光體含量珠光體含量P100%74% 26%74%1000218. 077. 020. 077. 0 4. 鐵碳合金的成分鐵碳合金的成分組織組織性能的關(guān)系性能的關(guān)系 碳碳 鋼鋼 工程上使用的碳鋼一般是指含碳量不超過工程上使用的碳鋼一般是指含碳量不超過1.4，且含，且含有錳、硅、疏、磷等雜質(zhì)的鐵碳合金。有錳、硅、疏、磷等雜質(zhì)的鐵碳合金。碳鋼的分類、編號和用途碳鋼的分類、編號和用途1.分類：分類： 按碳含量分：按碳含量分： a)低碳

16、鋼：含碳量低碳鋼：含碳量0.25； b)中碳鋼：含碳量在中碳鋼：含碳量在0.250.6之間；之間； c)高碳鋼：含碳量大于高碳鋼：含碳量大于0.6；按鋼的質(zhì)量分為：按鋼的質(zhì)量分為：碳素結(jié)構(gòu)鋼：用于制造工程構(gòu)件碳素結(jié)構(gòu)鋼：用于制造工程構(gòu)件(鐵塔、鍋爐支架、鐵塔、鍋爐支架、廠房鋼結(jié)構(gòu)、起重設(shè)備和工程機(jī)械結(jié)構(gòu)水冷壁管、廠房鋼結(jié)構(gòu)、起重設(shè)備和工程機(jī)械結(jié)構(gòu)水冷壁管、風(fēng)管、輸粉管道風(fēng)管、輸粉管道)及機(jī)械零件（軸、齒輪、螺栓、螺及機(jī)械零件（軸、齒輪、螺栓、螺母等母等)。一般為低、中碳鋼。一般為低、中碳鋼。碳素工具鋼；用于制造各種工具、刀具、摸具、軸碳素工具鋼；用于制造各種工具、刀具、摸具、軸承等。一般屬于高

17、碳鋼。承等。一般屬于高碳鋼。2)碳鋼的編號及用途碳鋼的編號及用途碳素結(jié)構(gòu)鋼：碳素結(jié)構(gòu)鋼： 甲類鋼甲類鋼(A類鋼）：這類鋼按機(jī)械性能供應(yīng)，不保證類鋼）：這類鋼按機(jī)械性能供應(yīng)，不保證化學(xué)成分。編號方法分為化學(xué)成分。編號方法分為7級；甲級；甲1、甲、甲2、甲、甲3、甲甲7(或或A1、 A 2、A 3A 7)；鋼號數(shù)字越大，強(qiáng)度越；鋼號數(shù)字越大，強(qiáng)度越高，塑性越低。高，塑性越低。 甲類鋼常用作普通螺栓、螺母、鋼板、鋼管等。甲類鋼常用作普通螺栓、螺母、鋼板、鋼管等。 乙類鋼乙類鋼(B類鋼類鋼)；這類鋼按化學(xué)成分供應(yīng)、不保證機(jī)械；這類鋼按化學(xué)成分供應(yīng)、不保證機(jī)械性能。編號方法分為性能。編號方法分為7級；乙

18、級；乙1、乙、乙2、乙、乙3乙乙7，(或或B1、 B 2、B 3、B7)。編號數(shù)字越大，碳含量。編號數(shù)字越大，碳含量越高。越高。 特類鋼特類鋼(C類鋼類鋼)：供應(yīng)時(shí)既保證機(jī)械性能又保證化學(xué)成：供應(yīng)時(shí)既保證機(jī)械性能又保證化學(xué)成分。編號方法分為分。編號方法分為4級，特級，特2、特、特3、特、特4、特、特5，(或或C 2、 C 3、C 4、C 5）。）。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 正常含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：含錳量正常含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：含錳量0.8；編號用；編號用兩位數(shù)字表示，數(shù)字表示含碳量的萬分之幾，例如兩位數(shù)字表示，數(shù)字表示含碳量的萬分之幾，例如20號號鋼、鋼、 45號鋼即表示含碳量為號

19、鋼即表示含碳量為0.20、0.45。鋼號從。鋼號從05、08、10、15、20直到直到85。 優(yōu)質(zhì)含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：優(yōu)質(zhì)含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼： 含錳量在含錳量在0.71.2之間；編號方法是在正常含錳量之間；編號方法是在正常含錳量優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號的后面加寫優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號的后面加寫Mn(或錳或錳)表示，如表示，如20Mn(20錳錳)或或65Mn(65錳錳)。碳素工具鋼碳素工具鋼 碳素工具鋼的含碳量一般在碳素工具鋼的含碳量一般在0.65一一1. 3之間。之間。編號方法是用字母編號方法是用字母T(或碳或碳)加數(shù)字表示，數(shù)字表示含碳加數(shù)字表示，數(shù)字表示含碳量的千分之幾。如量的千分之幾。如T

20、8、T12表示含碳量為表示含碳量為0.8、1.2。若為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在鋼號后面加寫若為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在鋼號后面加寫A字字(或或高字高字)，如，如T 8A 、Tl2A3.3 鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 鋼的熱處理是指將鋼在固態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行加熱、保鋼的熱處理是指將鋼在固態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的內(nèi)部組織溫和冷卻，以改變鋼的內(nèi)部組織, ,從而獲得所需要性能從而獲得所需要性能的一種工藝。的一種工藝。 鋼在實(shí)際加熱和冷卻時(shí)，鋼中的相轉(zhuǎn)變不能完全按鋼在實(shí)際加熱和冷卻時(shí)，鋼中的相轉(zhuǎn)變不能完全按FeFeFeFe3 3C C平衡狀態(tài)圖中的平衡狀態(tài)圖中的A1A1、A3A3

21、、和、和AcmAcm進(jìn)行，而是要進(jìn)行，而是要發(fā)生一定的滯后現(xiàn)象。發(fā)生一定的滯后現(xiàn)象。 在實(shí)際加熱時(shí)，各臨界點(diǎn)的位置分別為在實(shí)際加熱時(shí)，各臨界點(diǎn)的位置分別為A AC1C1,A,AC3C3和和ACcmACcm。在實(shí)際冷卻時(shí)，各臨界點(diǎn)的位置分別為。在實(shí)際冷卻時(shí)，各臨界點(diǎn)的位置分別為A Ar1r1、ArAr3 3和和ArcmArcm。1.1.奧氏體的形成奧氏體的形成 （四個(gè)步驟：（四個(gè)步驟：奧氏體形核、奧氏體長大，奧氏體形核、奧氏體長大，殘余滲碳體溶解、奧氏體均勻化）殘余滲碳體溶解、奧氏體均勻化）2. 奧氏體晶粒的長大奧氏體晶粒的長大 奧氏體在珠光體層間形核后，起初因晶核多，晶奧氏體在珠光體層間形核后

22、，起初因晶核多，晶粒比較細(xì)小，但隨著溫度增高或時(shí)間加長，會自動引粒比較細(xì)小，但隨著溫度增高或時(shí)間加長，會自動引起奧氏體晶粒長大起奧氏體晶粒長大 。細(xì)晶鋼、晶界多、位向差大，因細(xì)晶鋼、晶界多、位向差大，因此強(qiáng)度高，塑韌性好，而且淬火時(shí)也不宜開裂。所以此強(qiáng)度高，塑韌性好，而且淬火時(shí)也不宜開裂。所以熱處理時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制奧氏體化溫度，以免晶粒長大。熱處理時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制奧氏體化溫度，以免晶粒長大。3. 奧氏體晶粒度奧氏體晶粒度 晶粒度：晶粒的大小晶粒度：晶粒的大小 本質(zhì)晶粒度：不同的鋼奧氏體晶粒加熱時(shí)長大的傾向不本質(zhì)晶粒度：不同的鋼奧氏體晶粒加熱時(shí)長大的傾向不同，評定奧氏體晶粒在加熱時(shí)長大傾向的標(biāo)準(zhǔn)。同，評

23、定奧氏體晶粒在加熱時(shí)長大傾向的標(biāo)準(zhǔn)。 奧氏體晶粒的大小分為奧氏體晶粒的大小分為8級；級；1-4級為粗晶粒，級為粗晶粒，5-8級為級為細(xì)晶粒，細(xì)晶粒，9-10級為超細(xì)晶粒。級為超細(xì)晶粒。 晶粒尺寸越小即越細(xì)化，金屬室溫強(qiáng)度越高，塑性也越好？晶粒尺寸越小即越細(xì)化，金屬室溫強(qiáng)度越高，塑性也越好？原因：原因： 1）因?yàn)樵谕饬ψ饔糜诙嗑w時(shí)，由于各晶粒位向）因?yàn)樵谕饬ψ饔糜诙嗑w時(shí)，由于各晶粒位向不同，作用于各晶?；葡瞪系姆智袘?yīng)力就不同。處于不同，作用于各晶?；葡瞪系姆智袘?yīng)力就不同。處于有利位向的晶粒，其滑移面上的分切應(yīng)力將首先達(dá)到臨有利位向的晶粒，其滑移面上的分切應(yīng)力將首先達(dá)到臨界值，應(yīng)該滑移。但

24、由于它受到周圍不利于滑移的晶粒界值，應(yīng)該滑移。但由于它受到周圍不利于滑移的晶粒的阻礙而不能立即滑移，要求它的變形必須和周圍晶粒的阻礙而不能立即滑移，要求它的變形必須和周圍晶粒相互配合，否則將破壞晶粒間的連續(xù)性，導(dǎo)致材料斷裂，相互配合，否則將破壞晶粒間的連續(xù)性，導(dǎo)致材料斷裂，所以，多晶體的變形較單晶體困難。各晶粒之間位向差所以，多晶體的變形較單晶體困難。各晶粒之間位向差越大，其阻礙也越大。這種相鄰晶粒間的互相制約便使越大，其阻礙也越大。這種相鄰晶粒間的互相制約便使強(qiáng)度提高。強(qiáng)度提高。 2）多晶體晶界上的原子排列紊亂，聚集著較多的雜質(zhì)）多晶體晶界上的原子排列紊亂，聚集著較多的雜質(zhì)原子，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動

25、，加之晶界兩邊晶粒位向不同，原子，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動，加之晶界兩邊晶粒位向不同，其滑移系的空間方位也不同，因而造成晶界處其滑移系的空間方位也不同，因而造成晶界處“位錯(cuò)位錯(cuò)塞積塞積”，從而提高了變形抗力。晶粒尺寸越小晶界越，從而提高了變形抗力。晶粒尺寸越小晶界越多，位錯(cuò)運(yùn)動的阻力就越大。所以晶粒尺寸越小，多，位錯(cuò)運(yùn)動的阻力就越大。所以晶粒尺寸越小，金屬室溫強(qiáng)度就越高。金屬室溫強(qiáng)度就越高。 3）晶粒尺寸越小，在一定體積內(nèi)的晶粒數(shù)越多，在）晶粒尺寸越小，在一定體積內(nèi)的晶粒數(shù)越多，在同樣變形量下，變形分散在更多晶粒內(nèi)進(jìn)行，而且每同樣變形量下，變形分散在更多晶粒內(nèi)進(jìn)行，而且每個(gè)晶粒的變形也較均勻，不會產(chǎn)生過分

26、的應(yīng)力集中，個(gè)晶粒的變形也較均勻，不會產(chǎn)生過分的應(yīng)力集中，而導(dǎo)致過早開裂。另外，晶粒越細(xì)小，晶界曲折多，而導(dǎo)致過早開裂。另外，晶粒越細(xì)小，晶界曲折多，不利于裂紋擴(kuò)展，所以斷裂前可承受較大的塑性變形，不利于裂紋擴(kuò)展，所以斷裂前可承受較大的塑性變形，因而塑性好。因而塑性好。3.4 鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 改變鋼的組織結(jié)構(gòu)的有效方法是熱處理，因?yàn)楦淖冧摰慕M織結(jié)構(gòu)的有效方法是熱處理，因?yàn)橥ㄟ^不同冷卻方式可以使同一成分的鋼得到不同的通過不同冷卻方式可以使同一成分的鋼得到不同的組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)而表現(xiàn)出不同的性能。盡管熱處理的組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)而表現(xiàn)出不同的性能。盡管熱處理的冷卻方法很多，但從相變過

27、程來看，分為等溫轉(zhuǎn)變冷卻方法很多，但從相變過程來看，分為等溫轉(zhuǎn)變和連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變兩種。和連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變兩種。3.41 過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變C曲線曲線 珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)（高溫轉(zhuǎn)變區(qū)）珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)（高溫轉(zhuǎn)變區(qū)） 過冷奧氏體在過冷奧氏體在A1至至550范圍內(nèi)，將分解為珠光體型范圍內(nèi)，將分解為珠光體型組織（組織（P）。）。2. 2. 貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)（中溫轉(zhuǎn)變區(qū)）貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)（中溫轉(zhuǎn)變區(qū)） 550-240550-240之間等溫，過冷奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w。之間等溫，過冷奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w。 共析鋼大致在共析鋼大致在350為界，高于此溫的分解產(chǎn)物呈羽毛為界，高于此溫的分解產(chǎn)物呈羽毛狀組織，稱此為

28、上貝氏體狀組織，稱此為上貝氏體 。低于低于350的產(chǎn)物，組織的產(chǎn)物，組織呈針狀，叫作下貝氏體。下貝氏體的強(qiáng)度、硬度和塑呈針狀，叫作下貝氏體。下貝氏體的強(qiáng)度、硬度和塑韌性均高于上貝氏體。韌性均高于上貝氏體。 3. 馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)（低溫轉(zhuǎn)變區(qū)）馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)（低溫轉(zhuǎn)變區(qū)） 由于溫度低（由于溫度低（240-50240-50），鐵和碳的原子擴(kuò)散困難，），鐵和碳的原子擴(kuò)散困難，所以馬氏體是碳在所以馬氏體是碳在-Fe-Fe中的過飽和固溶體。碳含量愈高，中的過飽和固溶體。碳含量愈高，晶格畸變量愈大，馬氏體是強(qiáng)化金屬的主要途徑之一。晶格畸變量愈大，馬氏體是強(qiáng)化金屬的主要途徑之一。 馬氏體有兩種組織形態(tài)：一種是針狀

29、高碳馬氏體馬氏體有兩種組織形態(tài)：一種是針狀高碳馬氏體 ；另一種是低碳板條馬氏體另一種是低碳板條馬氏體 。 馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)馬氏體的晶體結(jié)構(gòu) 鋼中的馬氏體是碳在鋼中的馬氏體是碳在一一Fe中的過飽和固溶體。高碳馬氏中的過飽和固溶體。高碳馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)為體心立方晶格。體的晶體結(jié)構(gòu)為體心立方晶格。 針狀高碳馬氏體，因在馬氏體針條內(nèi)充滿細(xì)小的孿晶亞結(jié)構(gòu)，針狀高碳馬氏體，因在馬氏體針條內(nèi)充滿細(xì)小的孿晶亞結(jié)構(gòu)，所以，也稱孿晶馬氏體；另一種是低碳板條馬氏體所以，也稱孿晶馬氏體；另一種是低碳板條馬氏體，因在板條馬，因在板條馬氏體內(nèi)有大量位錯(cuò)，所以也稱位錯(cuò)馬氏體。由于板條馬氏體位錯(cuò)氏體內(nèi)有大量位錯(cuò)，所以也稱位錯(cuò)

30、馬氏體。由于板條馬氏體位錯(cuò)密度高以及它又把奧氏體晶粒分割成很多小晶區(qū)，使組織大大細(xì)密度高以及它又把奧氏體晶粒分割成很多小晶區(qū)，使組織大大細(xì)化，所以強(qiáng)度效應(yīng)大。另外，過飽和的碳除了可使馬氏體固溶強(qiáng)化，所以強(qiáng)度效應(yīng)大。另外，過飽和的碳除了可使馬氏體固溶強(qiáng)化外，回火時(shí)析出的碳化物因呈彌散狀態(tài)，所以既有析出強(qiáng)化作化外，回火時(shí)析出的碳化物因呈彌散狀態(tài)，所以既有析出強(qiáng)化作用，又有改善韌性的功能。因此板條馬氏體打破了馬氏體硬而脆用，又有改善韌性的功能。因此板條馬氏體打破了馬氏體硬而脆的觀念，是獲得良好力學(xué)性能的綜合強(qiáng)化手段。的觀念，是獲得良好力學(xué)性能的綜合強(qiáng)化手段。3.42 過冷奧氏體連續(xù)冷卻曲線（過冷奧氏

31、體連續(xù)冷卻曲線（CCT曲線）曲線） 在生產(chǎn)實(shí)際中，過冷奧氏體大都是在連續(xù)冷卻過程在生產(chǎn)實(shí)際中，過冷奧氏體大都是在連續(xù)冷卻過程中進(jìn)行轉(zhuǎn)變的。因此，奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線更符中進(jìn)行轉(zhuǎn)變的。因此，奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線更符合實(shí)際，更有利于幫助我們估計(jì)某鋼種在給定的冷卻合實(shí)際，更有利于幫助我們估計(jì)某鋼種在給定的冷卻規(guī)范下所發(fā)生的轉(zhuǎn)變溫度范圍、轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間、轉(zhuǎn)規(guī)范下所發(fā)生的轉(zhuǎn)變溫度范圍、轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間、轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物及其性能。變的產(chǎn)物及其性能。 CCT由數(shù)根粗實(shí)線組成的。這些線所包圍的區(qū)域分別為由數(shù)根粗實(shí)線組成的。這些線所包圍的區(qū)域分別為珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)(AP)、貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)、貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)(AB)

32、和馬氏體轉(zhuǎn)和馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)變區(qū)(AM)。每一轉(zhuǎn)變區(qū)，都有一發(fā)生轉(zhuǎn)變的開始線相。每一轉(zhuǎn)變區(qū)，都有一發(fā)生轉(zhuǎn)變的開始線相轉(zhuǎn)變終了線。在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)和貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)的轉(zhuǎn)變開轉(zhuǎn)變終了線。在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)和貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)的轉(zhuǎn)變開始線的左面，馬氏體轉(zhuǎn)變開始線上方的那個(gè)區(qū)域?yàn)檫^冷始線的左面，馬氏體轉(zhuǎn)變開始線上方的那個(gè)區(qū)域?yàn)檫^冷奧氏體奧氏體(A)區(qū)區(qū).1一一7細(xì)虛線分別表示鋼自奧氏體細(xì)虛線分別表示鋼自奧氏體化溫度冷卻時(shí)的不同冷卻速度線，化溫度冷卻時(shí)的不同冷卻速度線，其中其中1線相當(dāng)于隨爐冷卻。線相當(dāng)于隨爐冷卻。 見書見書3.5 過冷奧氏體分解產(chǎn)物與淬火加回火產(chǎn)物的性能比較過冷奧氏體分解產(chǎn)物與淬火加回火產(chǎn)物的性能比較 索

33、氏體和屈氏體雖然它們都是鐵素體加滲碳體的珠光索氏體和屈氏體雖然它們都是鐵素體加滲碳體的珠光體類型組織，但過冷奧氏體分解的索氏體、屈氏體中體類型組織，但過冷奧氏體分解的索氏體、屈氏體中的碳化物是片狀的，而回火索氏體、屈氏體中的碳化的碳化物是片狀的，而回火索氏體、屈氏體中的碳化物是粒狀的，顯然碳化物呈粒狀組織的性能比片狀的物是粒狀的，顯然碳化物呈粒狀組織的性能比片狀的好。好。 片狀碳化物在基體中易引起應(yīng)力集中，粒狀的相反，不片狀碳化物在基體中易引起應(yīng)力集中，粒狀的相反，不易產(chǎn)生裂紋，故使塑、韌性好。（見書）易產(chǎn)生裂紋，故使塑、韌性好。（見書）3.6 熱處理種類及其工藝參數(shù)熱處理種類及其工藝參數(shù) 熱

34、處理分為退火、正火、淬火、回火和化學(xué)熱處理工熱處理分為退火、正火、淬火、回火和化學(xué)熱處理工藝與形變熱處理等。藝與形變熱處理等。3.61 3.61 退火退火 退火：將鋼材或鋼制零件加熱到臨界點(diǎn)的上、下溫度，退火：將鋼材或鋼制零件加熱到臨界點(diǎn)的上、下溫度， 保溫后緩慢冷卻以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處保溫后緩慢冷卻以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處 理工藝，稱為鋼的退火。理工藝，稱為鋼的退火。 退火的目的是消除熱加工（鑄、鍛、焊、軋）所造退火的目的是消除熱加工（鑄、鍛、焊、軋）所造成的某些缺陷，如偏析、晶粒粗大、白點(diǎn)等?；蛘邽橄鲁傻哪承┤毕?，如偏析、晶粒粗大、白點(diǎn)等。或者為下一工序作組織準(zhǔn)備等。一工序作組

35、織準(zhǔn)備等。 退火分為擴(kuò)散退火、完全退火和等溫退火退火分為擴(kuò)散退火、完全退火和等溫退火 3.62 正火（或稱?；┱穑ɑ蚍Q?；?正火正火:是將鋼材或鋼件加熱到臨界點(diǎn)（是將鋼材或鋼件加熱到臨界點(diǎn)（AC3或或Acm）之上）之上40-60，保溫到完全奧氏體化和均勻化后，在空氣中冷，保溫到完全奧氏體化和均勻化后，在空氣中冷卻的工藝過程。卻的工藝過程。 正火的目的是促使組織均勻化或細(xì)化；對大型工件及正火的目的是促使組織均勻化或細(xì)化；對大型工件及形狀復(fù)雜和截面差距大的工件，用正火代替淬、回火以形狀復(fù)雜和截面差距大的工件，用正火代替淬、回火以防止變形和開裂。防止變形和開裂。 正火與完全退火的奧氏體化溫度相

36、同，但正火冷卻速正火與完全退火的奧氏體化溫度相同，但正火冷卻速度較快，過冷度較大，因此同種鋼材正火后獲得的珠光度較快，過冷度較大，因此同種鋼材正火后獲得的珠光體組織較細(xì)，鋼的強(qiáng)度、硬度、韌性都比退火鋼好。體組織較細(xì)，鋼的強(qiáng)度、硬度、韌性都比退火鋼好。 正火與退火鋼相比，不但力學(xué)性能好，而且工藝簡便，正火與退火鋼相比，不但力學(xué)性能好，而且工藝簡便，生產(chǎn)周期短，能量消耗少，因此在可能條件下，生產(chǎn)上生產(chǎn)周期短，能量消耗少，因此在可能條件下，生產(chǎn)上都優(yōu)先考慮采用正火處理。都優(yōu)先考慮采用正火處理。 3.63 鋼的淬火和回火鋼的淬火和回火 淬火：將鋼加熱到淬火：將鋼加熱到AC3或或AC1之上之上3050保

37、溫足夠的時(shí)保溫足夠的時(shí) 間，然后將其急速冷卻的工藝稱為淬火。急速冷間，然后將其急速冷卻的工藝稱為淬火。急速冷 卻是指必須大于連續(xù)冷卻曲線中的臨界冷卻速度卻是指必須大于連續(xù)冷卻曲線中的臨界冷卻速度 以保證零部件橫截面內(nèi)全部或局部都發(fā)生馬氏體以保證零部件橫截面內(nèi)全部或局部都發(fā)生馬氏體 轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變。 淬火的目的：是獲得馬氏體，經(jīng)回火后得到良好的綜合淬火的目的：是獲得馬氏體，經(jīng)回火后得到良好的綜合 性能。性能?；鼗鸹鼗?是緊接淬火之后不可分割的工藝，其方法是將淬火是緊接淬火之后不可分割的工藝，其方法是將淬火 后的鋼在后的鋼在A1以下溫度加熱，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的組織以下溫度加熱，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的組織, 并

38、以適當(dāng)?shù)姆绞嚼鋮s到室溫的工藝過程。并以適當(dāng)?shù)姆绞嚼鋮s到室溫的工藝過程?；鼗鸬哪康幕鼗鸬哪康?是為了消除淬火應(yīng)力，得到性能所需的相應(yīng)組是為了消除淬火應(yīng)力，得到性能所需的相應(yīng)組 織（回火馬氏體、貝氏體、珠光體等），以便使鋼的織（回火馬氏體、貝氏體、珠光體等），以便使鋼的 強(qiáng)度和塑韌性配合良好強(qiáng)度和塑韌性配合良好3.64 回火脆性回火脆性 碳鋼尤其是合金鋼淬火后，在一定溫度范圍回火時(shí)，碳鋼尤其是合金鋼淬火后，在一定溫度范圍回火時(shí)，沖擊韌性（沖擊韌性（ak）明顯下降的現(xiàn)象叫作鋼的回火脆性。）明顯下降的現(xiàn)象叫作鋼的回火脆性。 其中在其中在300300左右左右a ak k值下降的現(xiàn)象叫作低溫回火脆值下降的

39、現(xiàn)象叫作低溫回火脆性；在性；在450650450650溫度范圍出現(xiàn)的溫度范圍出現(xiàn)的a ak k值下降叫作高溫回值下降叫作高溫回火脆性。火脆性。 高溫回火脆性只有在高溫回火脆性只有在550550左右回火后慢冷時(shí)才出左右回火后慢冷時(shí)才出現(xiàn)，快冷則消失，故稱為可逆回火脆性，也叫作第二現(xiàn)，快冷則消失，故稱為可逆回火脆性，也叫作第二類回火脆性。此現(xiàn)象在含類回火脆性。此現(xiàn)象在含CrCr、MnMn、P P、AsAs、SbSb鋼中常有鋼中常有 含含Cr、Mn、P、As、Sb鋼高溫回火脆性原因鋼高溫回火脆性原因 原因是在原因是在550左右回火時(shí)，這些元素易偏聚在原左右回火時(shí)，這些元素易偏聚在原奧氏體晶界，尤其是

40、含有奧氏體晶界，尤其是含有Ni、Cr、Mn時(shí)，更促進(jìn)了這時(shí)，更促進(jìn)了這種偏聚，而且種偏聚，而且Ni、Cr、Mn元素自身也有向晶界偏聚的元素自身也有向晶界偏聚的傾向，因此減弱了奧氏體晶界上原子間的結(jié)合力，使傾向，因此減弱了奧氏體晶界上原子間的結(jié)合力，使晶界強(qiáng)度降低，從而產(chǎn)生或增加了高溫回火脆性，但晶界強(qiáng)度降低，從而產(chǎn)生或增加了高溫回火脆性，但鋼中加鋼中加Mo后抑制上述元素向晶界偏聚，所以合金鋼中后抑制上述元素向晶界偏聚，所以合金鋼中多添加多添加0.5%Mo，以便減小高溫回火脆性的傾向。，以便減小高溫回火脆性的傾向。 低溫回火脆性也稱作第一類回火脆性，它是由于低溫回火脆性也稱作第一類回火脆性，它是

41、由于馬氏體分解時(shí)，過飽和的碳沿馬氏體板條或馬氏體片馬氏體分解時(shí)，過飽和的碳沿馬氏體板條或馬氏體片之間的界面形成碳化物，所以降低了相界強(qiáng)度使裂紋之間的界面形成碳化物，所以降低了相界強(qiáng)度使裂紋擴(kuò)展抗力減小，從而導(dǎo)致擴(kuò)展抗力減小，從而導(dǎo)致ak值降低，但隨著溫度升高，值降低，但隨著溫度升高，碳化物通過聚集或球化，使應(yīng)力集中減小，故可減少碳化物通過聚集或球化，使應(yīng)力集中減小，故可減少析出相的脆化，進(jìn)而使鋼的韌性得到恢復(fù)，促使析出相的脆化，進(jìn)而使鋼的韌性得到恢復(fù)，促使ak值值提高。提高。 3.65 鋼的淬透性鋼的淬透性 鋼的淬透性：是指淬火時(shí)獲得半馬氏體（鋼的淬透性：是指淬火時(shí)獲得半馬氏體（50%）組織深

42、）組織深度的能力，深度愈大，鋼的淬透性愈好。度的能力，深度愈大，鋼的淬透性愈好。淬透性和淬硬性的區(qū)別：淬透性和淬硬性的區(qū)別： 淬硬性是指淬火后測得的馬氏體最高硬度，它主淬硬性是指淬火后測得的馬氏體最高硬度，它主要決定于鋼中碳含量，與合金元素關(guān)系不大；淬透性要決定于鋼中碳含量，與合金元素關(guān)系不大；淬透性是指淬火得到是指淬火得到50%50%馬氏體的深度，它既同碳含量有關(guān)，馬氏體的深度，它既同碳含量有關(guān)，又受合金元素和晶粒度的影響。例如低碳合金鋼淬透又受合金元素和晶粒度的影響。例如低碳合金鋼淬透性相當(dāng)好，但淬硬性并不高（低碳）；而高碳鋼的淬性相當(dāng)好，但淬硬性并不高（低碳）；而高碳鋼的淬硬性很高，但淬

43、透性并不好。硬性很高，但淬透性并不好。 合金元素合金元素Mn、Si、Ni、Cr、Mo、B、C、N等因等因能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移，所以都曲線右移，所以都能提高淬透性，尤其以能提高淬透性，尤其以B最顯著；最顯著；V、Ti、Nb、W等強(qiáng)等強(qiáng)碳化物形成元素，因形成碳化物后減少了固溶體中的碳化物形成元素，因形成碳化物后減少了固溶體中的碳，它們有降低淬透性的作用，但若溶入固溶體中，碳，它們有降低淬透性的作用，但若溶入固溶體中，則能提高淬透性。則能提高淬透性。 3.8 回復(fù)與再結(jié)晶回復(fù)與再結(jié)晶 金屬經(jīng)過冷變形后，位錯(cuò)密度增加，同時(shí)產(chǎn)生許多金屬經(jīng)過冷變形后，位錯(cuò)密度

44、增加，同時(shí)產(chǎn)生許多亞晶、孿晶、滑移帶和空位等，因此晶格內(nèi)儲有較高的亞晶、孿晶、滑移帶和空位等，因此晶格內(nèi)儲有較高的畸變能，故使變形組織處于不穩(wěn)定狀態(tài)，所以形變組織畸變能，故使變形組織處于不穩(wěn)定狀態(tài)，所以形變組織具有向穩(wěn)定態(tài)回復(fù)的傾向，回復(fù)的過程是一個(gè)規(guī)則化的具有向穩(wěn)定態(tài)回復(fù)的傾向，回復(fù)的過程是一個(gè)規(guī)則化的過程。過程。圖圖3.8-1 冷加工金屬退火時(shí)組織的變化冷加工金屬退火時(shí)組織的變化a)、b) 回復(fù)（顯微組織無明顯變化）回復(fù)（顯微組織無明顯變化） b)d) 再結(jié)晶再結(jié)晶 d)f) 晶粒長大晶粒長大 1. 回復(fù)階段回復(fù)階段 由于空位和位錯(cuò)只需較小的能量即可移動，所以由于空位和位錯(cuò)只需較小的能量即

45、可移動，所以T1之前的溫度雖然不高，但能減小位錯(cuò)并促使空位向晶之前的溫度雖然不高，但能減小位錯(cuò)并促使空位向晶界移動或與間隙原子相遇而消失，從而減少了晶格畸界移動或與間隙原子相遇而消失，從而減少了晶格畸變，故使內(nèi)應(yīng)力和電阻率明顯下降。生產(chǎn)上常利用這變，故使內(nèi)應(yīng)力和電阻率明顯下降。生產(chǎn)上常利用這一特點(diǎn)進(jìn)行消除應(yīng)力退火，比如冷拉彈簧絲繞成彈簧一特點(diǎn)進(jìn)行消除應(yīng)力退火，比如冷拉彈簧絲繞成彈簧后，多在低溫下退火，其優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度和硬度保持不變，后，多在低溫下退火，其優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度和硬度保持不變，但塑性上升和應(yīng)力消除明顯。但塑性上升和應(yīng)力消除明顯。2. 再結(jié)晶再結(jié)晶 隨著溫度升高，原子活動能力增強(qiáng)，故使冷作變形隨著

46、溫度升高，原子活動能力增強(qiáng)，故使冷作變形組織由扁平、破損和被拉長的晶粒逐漸變?yōu)榧?xì)小均勻組織由扁平、破損和被拉長的晶粒逐漸變?yōu)榧?xì)小均勻的等軸晶，因此再結(jié)晶后，金屬的強(qiáng)度、硬度明顯下的等軸晶，因此再結(jié)晶后，金屬的強(qiáng)度、硬度明顯下降，塑性顯著提高和內(nèi)應(yīng)力全被消除降，塑性顯著提高和內(nèi)應(yīng)力全被消除 。 由于以上這些變化沒有晶格轉(zhuǎn)變，是一個(gè)無相變過由于以上這些變化沒有晶格轉(zhuǎn)變，是一個(gè)無相變過程，僅是晶粒形態(tài)和大小的轉(zhuǎn)變，所以稱為再結(jié)晶。程，僅是晶粒形態(tài)和大小的轉(zhuǎn)變，所以稱為再結(jié)晶。3. 晶粒長大（二次再結(jié)晶）晶粒長大（二次再結(jié)晶） 變形金屬加熱到較高溫度時(shí)，由于阻止晶粒長大的彌散變形金屬加熱到較高溫度時(shí)，

47、由于阻止晶粒長大的彌散第二相或雜質(zhì)突然溶解，或由于阻止晶粒長大的其他條件，第二相或雜質(zhì)突然溶解，或由于阻止晶粒長大的其他條件，在溫度較高時(shí)被破壞，使少數(shù)有特定取向的晶粒發(fā)生了過在溫度較高時(shí)被破壞，使少數(shù)有特定取向的晶粒發(fā)生了過分長大，并吞并了其他方向的晶粒?？傊卧俳Y(jié)晶實(shí)分長大，并吞并了其他方向的晶粒?？傊?，二次再結(jié)晶實(shí)際是一個(gè)異常晶粒長大的過程。際是一個(gè)異常晶粒長大的過程。 二次再結(jié)晶導(dǎo)致二次再結(jié)晶導(dǎo)致強(qiáng)度和塑性變壞。強(qiáng)度和塑性變壞。 再結(jié)晶溫度以上的溫度加工稱為熱加工，再結(jié)晶溫度再結(jié)晶溫度以上的溫度加工稱為熱加工，再結(jié)晶溫度以下的溫度加工稱為冷加工以下的溫度加工稱為冷加工3.9 組織缺陷組織缺陷 鋼中除晶格缺陷外，它在冶煉、鑄造、鍛壓、軋鋼中除晶格缺陷外，它在冶煉、鑄造、鍛壓、軋制和熱處理等工序中，不可避免的也會產(chǎn)生缺陷，比制和熱處理等工序中，不可避免的也會產(chǎn)生缺陷，比如偏析、白點(diǎn)、起泡和非金屬夾雜以及裂紋等。如偏析、白點(diǎn)、起泡和非金屬夾雜以及裂紋等。1. 1. 偏析偏析 偏析是鋼中化學(xué)成分分布不均勻的總稱。它是鋼偏析是鋼中化學(xué)成分分布不均勻的總稱。它是鋼錠在凝固過程中，由于柱狀晶的生長，把熔點(diǎn)低的元錠在凝固過程中，由于柱狀晶的生長，把熔點(diǎn)