热处理》复习资料

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1、热处理复习资料1、钢铁：是Fe与C、Si、Mn、P、S以及少量的其它元素所组成的合金。其中除Fe外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用。2、热处理：通常的金属热处理工艺，一般均由不同的加热、保温和冷却三个阶段组成，从而改变整体或表面组织（但形状不变），获得所需的性能。3、热处理原理是研究热处理过程中组织转变的规律；热处理工艺是根据原理制定的温度、时间、介质等参数对具体的产品零部件进行处理的过程。4、热处理工艺类别：整体热处理：退火、正火、淬火、回火；表面热处理：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、激光加热表面淬火、化学气相沉积、物

2、理气相沉积；化学热处理：渗碳、渗氮、渗其它元素、多元共渗。一、加热时组织转变1、钢之所以能够进行热处理，是钢在加热冷却过程中发生固态相变。加热的目的：使钢形成全部或部分奥氏体组织，并控制奥氏体的化学成分、均匀化程度及晶粒大小等。2、奥氏体化：奥氏体成核，晶核长大；渗碳体溶解；奥氏体成分均匀化的过程PSK线称为A1线；Acm线:渗碳体在奥氏体中的溶解度曲线ES线；铁素体向奥氏体转变曲线GS线为A3线通常实际加热时的临界温度用脚标C表示，AC1、AC3、ACcm；实际冷却时的临界温度用脚标r表示，Ar1、Ar3、Arcm，以示与平衡转变

3、温度的区别3、共析钢奥氏体的形成：共析钢加热至Ac1以上时,发生P(F+Fe3C)→A的转变。奥氏体形成的热力学条件：必须在A1温度以上，即在一定的过热条件下奥氏体才能形成；只有当P与奥氏体的体积自由能之差能克服界面能和应变能时，珠光体向奥氏体转变才能使系统向低能状态转变，奥氏体才能自发地形成。4、奥氏体形成过程：（1）奥氏体的形核形核的成分、结构条件：α+Fe3CγC%0.02186.690.77结构BCC复杂正方FCC形核位置：A晶核将在α/Fe3C相界面上优先形成，这是由于：①相界面形核，可以消除部分晶体缺陷而使体系的自由能降

4、低；②相界面两边的碳浓度差大，较易获得与新相奥氏体相适配的碳浓度；③相界面处，原子排列较不规则，易于产生结构起伏。（2）奥氏体的长大奥氏体在α/Fe3C相界面上形核后，将产生三相平衡，产生r/Fe3C和r/α两个相界面。Cr-c>Cr-α，浓度差dC=Cr-c-Cr-α将在奥氏体内产生扩散。相界面上的平衡浓度被打破，为了恢复并维持相界面上的平衡浓度，Fe3C向r中溶解，A向Fe3C方向长大（3）渗碳体的溶解由于渗碳体的晶体结构和含碳量都与奥氏体的差别很大，当铁素体转变成奥氏体后还有残存的渗碳体。（4）奥氏体的均匀化残余渗碳体完全溶解

5、后，奥氏体中碳浓度的分布是不均匀的，原来是渗碳体的地方碳浓度较高，原先是铁素体的地方碳浓度较低，必须继续保温，通过碳的扩散获得均匀的奥氏体。5、非共析钢奥氏体的形成：随着加热温度的升高，先共析铁素体(或先共析渗碳体)逐渐向奥氏体转变，温度升至Ac3(或Acm)时全部转变为奥氏体，获得单一的奥氏体组织。加热到Ac1以上，低于Ac3或Accm时，进行不完全奥氏体化;加热到Ac3或Accm以上时，进行完全奥氏体化。6、等温形成动力学：在一定温度下的转变量和转变时间的关系（即在一定温度下的转变速度）奥氏体形成速度的影响因素：（1）加热温度和

6、保温时间的影响（2）钢的原始组织状态（原始组织越细，晶体缺陷越多，奥氏体转变过程越快。片状珠光体快于粒状珠光体。）（3）钢的化学成分（含碳量越高，渗碳体与铁素体的总相界面积越大，Fe、C原子扩散系数增大，从而增高N和G，形成速度增大；碳化物形成元素Cr，W，Mo，V，阻碍碳的扩散，降低形成速度；非碳化物形成元素Ni，Co，加速碳的扩散，增大形成速度；Mn，Ni降低钢的临界点，细化原珠光体组织，增大形成速度）7、奥氏体晶粒的长大及影响因素：（1）奥氏体晶粒大小对性能的影响（奥氏体晶粒越细，钢热处理后的强度越高，塑性越好，冲击韧性越高）

7、2、奥氏体晶粒度（奥氏体晶粒度指奥氏体晶粒大小，通常以晶粒度级别来描述。）晶粒度级别与晶粒大小的关系：n=2N-1。n----×100倍时，晶粒数/in2；N----晶粒度级别。1）起始晶粒度：奥氏体晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。2）本质晶粒度：钢在一定条件下奥氏体晶粒长大倾向性。3）实际晶粒度：钢在某一具体热处理加热条件下所获得的奥氏体晶粒大小。8、影响奥氏体晶粒度的因素：1）加热温度和保温时间（奥氏体化温度越高，晶粒长大越明显。在一定温度下，保温时间越长越有利于晶界总面积减少而导致晶粒粗化。）2）加热速度的影响（实际生产中有

8、时采用高温快速加热、短时保温的方法，可以获得细小的晶粒。）3）钢的成分（亚共析钢随奥氏体中含碳量的增加，奥氏体晶粒的长大倾向也增大；过共析钢，部分碳以未溶碳化物的形式分布于奥氏体晶界，它有阻碍晶粒长大的作用；除了Mn和P为促进奥氏体晶