單元一 鋼在加熱時的組織轉變

學習情境五鋼的熱處理改善鋼的性能，主要有兩條途徑：一是合金化，這是下幾章研究的內容；二是熱處理，這是本章要研究的內容。1、熱處理：是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻，以改變鋼的組織結構，獲得所需要性能的一種工藝.為簡明表示熱處理的基本工藝過程，通常用溫度—時間坐標繪出熱處理工藝曲線。

在機床制造中約60-70%的零件要經(jīng)過熱處理。在汽車、拖拉機制造業(yè)中需熱處理的零件達70-80%。熱處理是一種重要的加工工藝，在制造業(yè)被廣泛應用.

模具、滾動軸承100%需經(jīng)過熱處理?？傊?，重要零件都需適當熱處理后才能使用。

2、熱處理特點:熱處理區(qū)別于其他加工工藝如鑄造、壓力加工等的特點是只通過改變工件的組織來改變性能，而不改變其形狀。

鑄造軋制3、熱處理適用范圍:只適用于固態(tài)下發(fā)生相變的材料，不發(fā)生固態(tài)相變的材料不能用熱處理強化。

4、熱處理分類

熱處理原理：描述熱處理時鋼中組織轉變的規(guī)律稱熱處理原理。熱處理工藝：根據(jù)熱處理原理制定的溫度、時間、介質等參數(shù)稱熱處理工藝。(a)940淬火+220回火（板條M回+A‘少）(b)(c)(d)940淬火+820、780、750淬火（板條M+條狀F+A’少）(e)940淬火+780淬火+220回火（板條M回+條狀F+A‘少）(f)780淬火+220回火（板條M回+塊狀F）

20CrMnTi鋼不同熱處理工藝的顯微組織根據(jù)加熱、冷卻方式及鋼組織性能變化特點不同，將熱處理工藝分類如下：其他熱處理普通熱處理表面熱處理熱處理退火正火淬火回火真空熱處理形變熱處理激光熱處理控制氣氛熱處理表面淬火—感應加熱、火焰加熱、電接觸加熱等化學熱處理—滲碳、氮化、碳氮共滲、滲其他元素等5、預備熱處理與最終熱處理預備熱處理—為隨后的加工（冷拔、沖壓、切削）或進一步熱處理作準備的熱處理。最終熱處理—賦予工件所要求的使用性能的熱處理.預備熱處理最終熱處理W18Cr4V鋼熱處理工藝曲線時間溫度/℃Ac3、Accm表示;冷卻時的實際轉變溫度分別用Ar1、Ar3、Arcm表示。由于加熱冷卻速度直接影響轉變溫度，因此一般手冊中的數(shù)據(jù)是以30-50℃/h的速度加熱或冷卻時測得的.一、臨界溫度與實際轉變溫度鐵碳相圖中PSK、GS、ES線分別用A1、A3、Acm表示.實際加熱或冷卻時存在著過冷或過熱現(xiàn)象，因此將鋼加熱

時的實際轉變溫度分別用Ac1、單元一

鋼在加熱時的組織轉變加熱是熱處理的第一道工序。加熱分兩種：一種是在A1以下加熱，不發(fā)生相變；另一種是在臨界點以上加熱，目的是獲得均勻的奧氏體組織，稱奧氏體化。鋼坯加熱一、奧氏體的形成過程奧氏體化也是形核和長大的過程，分為四步?，F(xiàn)以共析鋼為例說明：第一步奧氏體晶核形成：首先在

與Fe3C相界形核。第二步奧氏體晶核長大：

晶核通過碳原子的擴散向

和Fe3C方向長大。第三步殘余Fe3C溶解:鐵素體的成分、結構更接近于奧氏體，因而先消失。殘余的Fe3C隨保溫時間延長繼續(xù)溶解直至消失。第四步奧氏體成分均勻化：Fe3C溶解后，其所在部位碳含量仍很高，通過長時間保溫使奧氏體成分趨于均勻。溫度，℃共析鋼奧氏體化曲線（875℃退火）亞共析鋼和過共析鋼的奧氏體化過程與共析鋼基本相同。但由于先共析

或二次Fe3C的存在，要獲得全部奧氏體組織，必須相應加熱到Ac3或Accm以上.二、奧氏體晶粒長大及其影響因素1、奧氏體晶粒長大奧氏體化剛結束時的晶粒度稱起始晶粒度,此時晶粒細小均勻。隨加熱溫度升高或保溫時間延長，奧氏體晶粒將進一步長大，這也是一個自發(fā)的過程。奧氏體晶粒長大過程與再結晶晶粒長大過程相同。

溫來判斷。

晶粒度為1-4級的是本質粗晶粒鋼,5-8級的是本質細晶粒鋼。前者晶粒長大傾向大，后者晶粒長大傾向小。

在給定溫度下奧氏體的晶粒度稱實際晶粒度。加熱時奧氏體晶粒的長大傾向稱本質晶粒度。通常將鋼加熱到940

10℃奧氏體化后，設法把奧氏體晶粒保留到室2、影響奧氏體晶粒長大的因素⑴加熱溫度和保溫時間:加熱溫度高、保溫時間長,

晶粒粗大.⑵加熱速度:加熱速度越快,過熱度越大,形核率越高,晶粒越細.⑶合金元素：阻礙奧氏體晶粒長大的元素:Ti、V、Nb、Ta、Zr、W、Mo、Cr、Al等碳化物和氮化物形成元素。析出顆粒對黃銅晶界的釘扎Nb/%奧氏體晶粒尺寸/μmNb、Ti對奧氏體晶粒的影響促進奧氏體晶粒長大的元素：Mn、P、C