钢的过热和过烧
过烧、过热
过热：是加热温度过高或在高温下保温时间过长，易导致奥氏体晶粒的粗大，粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低。
一般认为，金属由于加热温度过高或高温保温时间过长而引起晶粒粗大的现象就是过热。
至于晶粒粗大到什么程度算过热，应视具体材料而有所不同。
碳钢（包括亚共折钢和过共折钢）、轴承钢和一些钢合金，过热之后往往出现魏氏组织；马氏体和贝氏体钢过热之后往往出现晶内织构组织；1Cr18Ni9Ti、1Cr13和Cr17Ni2等不锈钢过热之后α相（或δ铁素体）显著增多；工模具钢（或高合金钢）往往以一次碳化物角状化为特征判定过热组织。
钛合金过热后出现明显的β晶界和平直细长的魏氏组织，这些通过金相检查便可以判定。
对铝合金的过热现在没有明确的判定标准。
一般过热的结构钢经正常热处理（正火、淬火）之后，组织可以得到改善，性能也随之恢复。
但是Cr—Ni、C—Ni—Mo、Cr—Ni—W、Cr—Ni—Mo—V系多数合金结构钢严重过热之后，冲击韧度大幅度下降，而且用正常热处理工艺，组织也极难改善，因此对过热组织，按照用正常热处理工艺消除的难易程度，可以分为不稳定过热和稳定过热两种情况。
不稳定过热是用热处理方法能消除所产生的过热组织，亦称一般过热；稳定过热是指经一般的正火（包括高温正火）、退火或淬火处理后，过热组织不能完全消除。
合金结构钢的严重过热常常表现为稳定过热。
碳钢、9Cr18不锈钢、轴承钢、弹簧钢中也发生类似情况。
过烧：加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化等。
过烧加热温度比过热的更高，但与过热没有严格的温度界限。
一般以晶粒边界出现氧化及熔化为特征来判定过烧。
如对碳素钢来说，过烧时晶界熔化、严重氧化，工模具钢（高速钢、Cr12Mo等钢）过烧时，晶界因熔化而出现鱼骨状莱氏体。
铝合金过烧时，出现晶界熔化三角区和复熔球等现象。
锻件过烧后往往无法挽救，只好报废。
钢坯的过热和过烧
钢坯的过热和过烧
6、钢坯的过热和过烧
钢在加热过程中的过热和过烧都意味着钢的结晶组织发生了变化。
钢坯在高温下长时间加热时，钢的晶粒不断长大，当晶粒长大到一定程度时，晶粒间结合力减弱，钢的塑任变坏。
这种现象就是钢的过热。
过热的钢坯在轧制过程中产生裂纹，使产品报废。
如果钢坯温度继续上升，达到铁碳平衡图的液相线时，钢的晶粒边界便开始熔化。
因为，钢在凝固过程中，非金属夹杂的凝固点较低，被留在金属晶粒之间最后凝固，当温度升高时，熔点低的夹杂先熔化。
一旦晶粒边界开始熔化，则钢的结晶组织便遭到破坏，失去金属应具有的塑性和强度。
这种现象称为钢的过烧。
钢坯过烧后易折断和碎裂，喂入轧机轧制时便造成推钢事故。
钢坯过热和过烧都是严重的加热质量事故，过烧是在过热的基础上发生的，情况更为严重。
过热的钢坯若未经轧制，可将其冷却至700℃以下，然后重新加热使用，而过烧的钢坯无法恢复原来的组织状态，只能报废。
高碳钢较低碳钢熔点低，若最高加热温度控制不当，往往发生钢坯过热和过烧现象，当轧制作业线突然出现故障停轧时，对炉温控制不及时，很容易造成过热或过烧。
在钢坯的加热过程中，只要严格控制炉子温度和钢坯的加热温度，并在轧制作业线出现故障时及时调整炉况，则各种加热缺陷是完全可以避免的。
钢金属材料热处理的过热与过烧
钢金属材料热处理的过热与过烧1过热显微组织特征过热组织包括：①结构钢的晶粒粗大、马氏体粗大、残留奥氏体过多、出现魏氏组织；②高速钢的网状碳化物、共晶组织（莱氏体组织）、萘状断口；③马氏体型不锈钢的铁素体过多；④黄铜合金脱锌，使表面出现白灰，酸洗后呈麻面等。
按照正常热处理工艺消除的难易程度，可将过热组织分为稳定过热和不稳定过热两种类型。
一般过热组织可通过正常热处理消除，称为不稳定过热组织。
稳定过热组织是指经一般正火、退火和淬火不能完全消除的过热组织。
过热的重要特征是晶粒粗大，它将降低钢的屈服强度、塑性、冲击韧性和疲劳强度，提高钢的脆性转变温度；过热的另一个重要特征是淬火马氏体粗大，它将降低冲击韧性和耐磨性能，增加淬火变形和开裂倾向。
过热缺陷还有魏氏组织、网状碳化物、石墨化、共晶组织、萘状断口、石状断口等，这些缺陷不仅大大降低钢的力学性能和使用性能，而且很容易同时产生淬火开裂。
图1 45钢过热组织400X图1所示为45钢在930℃加热保温15min水淬的显微组织，由灰色粗大淬火中碳马氏体、灰白色残留奥氏体和马氏体基体组成，右上角的黑色条状是沿晶界的淬火裂纹。
由于淬火加热温度远远超过正常淬火加热温度，导致奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗大马氏体，组织应力增加，钢的脆性也增加，淬火后在试样中产生了和轴线平行的单条纵向裂纹。
图2 T10A钢过热组织400X图2所示为T10A钢工件淬火开裂后近裂纹处的显微组织，由沿晶界的黑色托氏体、粗大的高碳片状马氏体、白色残留奥氏体以及极少量的颗粒碳化物组成。
高碳钢过热组织除了粗大马氏体及较多的残留奥氏体外，还会使碳化物的数量减少，硬度降低。
图3 高速钢轻度过热组织400X图3所示为W18Cr4V钢的轻度淬火过热组织，在灰白色隐针马氏体和残留奥氏体基体上分布着白色粒状二次碳化物及沿晶界的块状共晶碳化物，过热程度为2级。
晶粒粗大，棱角状碳化物以及针状马氏体的出现，都是钢材过热的特征。
钢的过热与过烧
钢的过热与过烧1 概述在锅炉和压力容器制造中，对所用钢材进行热加工和热处理。
此时，如果加热温度控制不当，加热不均会使材料超温，导致材料机械性能恶化。
根据超温的程度和时间长短，钢材会发生脱碳，过热和过烧现象。
过热：钢被加热到Ac3以上某一温度，随着奥氏体晶粒的长大，在粗大的奥氏体晶界上，发生了化学成分的明显变化（主要是硫的偏析），在冷却时，或者在原始奥氏体晶界上保持了硫的偏析，或者产生了第二相（主要是硫化物）质点的网状沉积，导致晶界脆化，使钢的拉伸塑性和冲击韧性明显降低的现象。
开始发生过热现象的温度为过热温度。
不稳定过热（可恢复），稳定过热，如果没有硫的析出，不算是过热。
过烧：钢被加热到接近固相线或固-液两相温度范围内的某一温度后，在十分粗大奥氏体晶界上不仅发生了化学成分的明显变化（主要是硫和磷的偏析），而且局部或整个晶界出现烧熔现象，从而在晶界上形成了富硫，磷的液相。
在随后的冷却过程中，晶界上产生富硫，磷的烧熔层，并伴随着形成硫化物，磷化铁等脆性相的沉积，导致晶界严重弱化，从而剧烈降低钢的拉伸塑性和冲击韧性的现象。
开始发生过烧现象的温度为过烧温度。
2 钢在高温加热中的变化2.1 奥氏体晶粒长大2.1.1 奥氏体晶粒长大速率D-晶粒长大后的平均晶粒直径，K-物性参数，t时间。
2.1.2 奥氏体晶粒长大影响因素2.1.2.1 化学成分和冶炼方法本质晶粒度指钢被加热到Ac3以上某一温度时奥氏体晶粒的大小。
本质粗晶粒钢在冶炼时只用锰铁脱氧（沸腾钢）或用锰铁、硅铁脱氧的钢本质细晶粒钢指在除锰铁和硅铁脱氧外，还用铝作脱氧剂的钢。
2.1.2.2 碳及合金元素含碳量增加，晶粒长大倾向增大。
强烈抑制晶粒长大：Al,Ti,Nb,V,Zr中等抑制晶粒长大：Mo,W,Cr微弱抑制晶粒长大：Cu,Co增加晶粒长大倾向：Mn,P2.1.2.3 加热温度2.1.2.4 保温时间2.2 钢在高温加热时的成分和组织变化2.2.1 第一阶段：钢从Ac3温度到其过热温度以下的温度区间内加热。
过热与过烧的区别
过热与过烧的区别过热是由于锻造加热温度高,存在一定的保温,导致晶粒快速张大,而产生的过热组织.但是过热组织还有一种可能,是加热温度很快(比如感应加热),晶粒没有出现快速张大现象,但是锻造过程很快,产品是终锻后温度高,在锻后堆冷的时候晶粒继续张大,而产生过热组织.过热：加热转变终了时所得奥氏体晶粒一般均较细小。
但如果在转变终了继续升高温度，则如前所述，奥氏体晶粒将继续长大。
如果仅仅是晶粒长大而在晶界上并未发生能使晶界弱化的某些变化，则被称为过热。
过热将使随后的缓冷所得的铁素体晶粒、珠光体团以及随后的快冷所得的马氏体组织变粗，这将便钢的强度和韧性变坏。
因此必须用再次热处理来校正由于加热不当而出现的过热现象。
过热：钢被加热到Ac3（见铁碳相图）以上某一温度，随着奥氏体晶粒的长大，在粗大的奥氏体晶界上，发生了化学成分的明显变化（主要是硫的偏析），在冷却时，或者在原始奥氏体晶界上保持了硫的偏析，或者产生了第二相（主要是硫化物）质点的网状沉积，导致晶界脆化，使钢的拉伸塑性和冲击韧性明显降低的现象。
如果没有硫的析出，不算是过热。
钢的过热温度1200～1350℃之间。
过热钢的特征：1、宏观断口：产生结晶状断面或无金属光泽的灰白色粒状断面2、显微特征：粗大的A（奥氏体）晶粒，魏氏体组织，原始A晶界处S偏析或硫化锰沉淀3、过热钢的机械性能：塑性和冲击韧性明显降低，对强度和硬度基本无影响4、钢发生过热后的补救措施：正火，淬火和回火（注：钢淬火后都需要回火以提高其塑、韧性）过烧：如果加热温度过高，不仅奥氏体晶粒已经长大，而且在奥氏体晶界上也已发生了某些能使晶界弱化的变化，称之为过烧。
过烧的零件已经产生晶间裂纹。
过烧：钢被加热到接近固相线或固-液两相温度范围内的某一温度后，在十分粗大奥氏体晶界上不仅发生了化学成分的明显变化（主要是硫和磷的偏析），而且局部或整个晶界出现烧熔现象，从而在晶界上形成了富硫，磷的液相。
在随后的冷却过程中，晶界上产生富硫，磷的烧熔层，并伴随着形成硫化物，磷化铁等脆性相的沉积，导致晶界严重弱化，从而剧烈降低钢的拉伸塑性和冲击韧性的现象。
钢的热处理工艺知识大全
钢的热处理工艺知识大全热处理是将固态金属或合金采用适当的方式加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。
热处理工艺它能提高零件的使用性能，充分发挥钢材的潜力，延长零件的使用寿命，此外，热处理还可改善工件的工艺性能﹑提高加工质量﹑减小刀具磨损。
钢的热处理方法可分为：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。
热处理方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组成的，因此，热处理工艺过程可用在温度一时间坐标系中的曲线图表示，如下图所示，这种曲线称为热处理工艺曲线。
退火与正火一、退火将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺称为退火。
退火的主要目的是：（1）降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。
（2）细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备。
（3）消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。
常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。
（1）完全退火完全退火是将钢加热到完全奥氏体化（AC3以上30～50℃），随之缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺方法。
在完全退火加热过程中，钢的组织全部转变为奥氏体，在冷却过程中，奥氏体变为细小而均匀的平衡组织（铁素体+珠光体），从而达到降低钢的硬度、细化晶粒、充分消除内应力的目的。
完全退火主要用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的铸件、锻件、热轧型材等，有时也用于焊接结构件，过共析钢不宜采用完全退火，因过共析钢完全退火需加热到AC CM以上，在缓慢冷却时，钢中将析出网状渗碳体，使钢的力学性能变坏。
（2）球化退火是将钢加热到AC1以上20～30℃，保温一定时间，以不大于50℃/H的冷却速度随炉冷却下来，使钢中碳化物呈球状的工艺方法。
球化退火适用于共析钢及过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。
这些钢在锻造加工后进行球化退火，一方面有利于切削加工，同时为最后的淬火处理作好组织准备。
黑色冶金技术《钢的过热与过烧》
• 〔3〕加热特殊钢种时，首先熟悉其加热工艺要求，并在生产中严格掌握。 • 〔4〕注意“三勤〞操作，克服懒惰，增强责任心，随时检查，随时联系，
随时调整以免事故发生。
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内容总结
如果钢加热温度过高，而且在高温下停留时间过长，钢的晶粒增长过大，晶粒之间的结合能力减 弱，钢的机械性能显著降低，这种现象称为钢的过热。如果钢加热温度过高，而且在高温下停留时间 过长，钢的晶粒增长过大，晶粒之间的结合能力减弱，钢的机械性能显著降低，这种现象称为钢的过 热。过热的钢可以采用正火或退火的方法来补救。过烧的钢无法挽救，只好报废，回炉重炼。〔1〕 注意均衡生产，不追急火，追产量
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• 过烧的钢无法挽救，只好报废，回页，共七页。
三、过热、过烧事故的发生往往集中的时刻
• 〔1〕急火追产量时。
• 〔2〕停机待轧时间较长。
• 〔3〕加热特殊钢种时。
• 〔4〕由于加热工责任心不强。
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四、过热、过烧事故的预防
• 〔1〕注意均衡生产，不追急火，追产量。
一、钢的过热
• 如果钢加热温度过高，而且在高温下停留时间过长，钢的晶粒增长过大， 晶粒之间的结合能力减弱，钢的机械性能显著降低，这种现象称为钢的过 热。
• 过热的钢可以采用正火或退火的方法来补救。
过热的钢
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二、钢的过烧
• 如果钢加热温度过高，时间又长，使钢的晶粒之间的边界上开始熔化，有氧渗 入，并在晶粒间氧化，这样就失去了晶粒间的结合力，失去其本身的强度和可塑性， 在钢轧制时或出炉受震动时，就会断为数段或裂成小块脱落，或者外表形成粗大的 裂纹，这种现象称为钢的过烧。
钢的过热与过烧
张菊水编著上海科学技术出版社19841.1定义钢一般都要进行热加工和热处理，以获得较高的强韧性或其他特殊性能。
但是，加热温度过高，反而会导致钢的机械性能的恶化，甚至造成材料的报废。
钢的这种现象不仅在经过高温加热的钢材中经常出现，而且也在钢锭、铸钢或焊接件中常常遇到。
钢的过热定义为钢在加热到某一温度（称作过热温度）以上是，由于粗大奥氏体晶粒晶界的化学成分发生了明显变化（偏析），或在冷却后发生了第二相的沉淀，导致了这种晶界脆化现象的发生，从而会显著地降低钢的拉伸塑性和冲击韧性。
如果采用正常热处理方法可使钢免受晶间断裂，并使其机械性能得以恢复，钢这种过热称作钢的不稳定过热。
否则，称作钢的稳定过热。
按照这个定义，钢在临界点以上加热时，当仅仅产生晶粒粗化现象，尽管此时钢的屈服强度也有所降低，但还不属于过热的范畴。
钢的过烧定义为钢在固——液相线温度范围内的某一温度（称作过烧温度）以上加热时，奥氏体晶界上不仅产生了化学成分的变化（偏析），而且局部或整个晶界出现烧熔现象。
此时在晶界上形成了富硫、磷的淳朴，在随后的冷却过程中，或者由于这种晶界上存在着单纯的富硫、磷的熔化层;或者伴随着形成硫化物、磷化铁或低熔点共晶组织，导致高温奥氏体晶界结合力降低，造成灾难性破坏，从而严重降低了钢的拉伸塑性和冲击韧性。
这种机械性能的恶化，是不能用热处理或热加工方法来补救的。
钢的过热与过烧现象通常都可以采用特殊的化学试剂侵蚀技术、冲击断口试验、断裂表面的化学成分分析和微观断口观察等多种研究方法予以鉴别。
应当指出，过去一般都以经过热处理的钢是不出现石状断口作为钢的过热与过烧的重要判据。
然而，这个观点至少在解释高碳钢、高合金钢以及钢锭和铸钢等的过热与过烧现象时遇到了困难。
例如，高速钢、轴承钢以及某些合金结构钢在经受过热与过烧后，即使在状态下，有时也往往不出现石状断口，而是形成结晶状断口、瓷状断口或萘状断口;在经过热处理的铸钢中形成的典型晶间断口也不一定全都属于钢的过热与机理引起的。
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钢的过热和过烧
钢的过热定义：
钢在加热到某一温度（称为过热温度）以上时，由于粗大的奥氏体晶粒晶界上的化学成份发生了明显变化（偏析），或在冷却后产生第二相沉淀，导致晶界脆化，从而降低钢的塑性和冲击韧性。
如果采用正常的热处理可使钢不发生晶间断裂，并使其机械性能得以恢复，则称为钢的不稳定过热。
否则就称为钢的稳定过热，所以对于仅仅是在钢的临界点上加热而产生的晶粒粗化现象还不属于过热的范畴。
钢的过烧定义：钢在固――液相线温度范围内的某一温度（称为过烧温度）以上加热时，奥氏体晶界上发生了化学成份变化（偏析），而且局部或整个晶界出现烧熔现象。
此时在晶界上形成了富硫、磷的液相，在随后的冷却过程中，或由于这种晶界上存在单纯的富硫、磷熔化层，或由于伴随着形成硫化物、磷化物的低熔点共晶组织，导致奥氏体晶界结合力的降低，机械性能严重恶化。
钢过烧后性能的恶化是不能用热处理或热加工的方法来补救的。
解释： 不同钢种在高温加热过程中的变化有不同的规律。
下面以最常用的中碳钢或中碳低合金钢在AC3至固――液相区范围内的加热以及组织和性能的变化分为三个阶段说明。
第一阶段：自AC3至过热温度的范围内，随着加热温度升高，奥氏体晶粒长大，出现针状铁素体（魏氏体）析出（温度越高，魏氏析出量越多）。
在魏氏组织状态 下机械性能有所下降，但经过热处理以后，机械性能可以得到恢复。
第二阶段：自过热温度以上至过烧温度以下的区间内。
随着加热温度升高到过热温度以上，钢中MnS不断溶解于基体，使奥氏体中硫的过饱和度不断增加。
同时由于平衡偏析和非平衡偏析使硫在高温奥氏体晶界显著偏析，造成晶界弱化。
在随后的冷却过程中，过饱和的硫将以MnS的形式析出在高温奥氏体晶界上。
这就是过热现象的本质。
但是如果是加热至过热温度附近或稍高一些的温度，尽管已经出现了Ｓ在晶界上偏析，但在晶界上析出折MnS粒子不多，在经过调质处理后其机械性能可以得到恢复，所得到的断口为纤维断口，或有少量晶间棱面。
这种过热称为不 稳定过热。
加热温度进一步提高，硫在奥氏体中过饱和度进一步增加，晶界上出现严重偏析，则在冷却后在晶界上析出多量MnS粒子，将严重降低钢的塑性和韧性（ 见图３、图４）。
在经过调质处理后所得的断口为石状断口，即典型的过热断口（ 见图５）。
由于经过热处理后其性能不能恢复，这种过热称为稳定过热。
第三阶段：更高温度的加热，由于固溶体中硫含量的升高和硫的晶界偏析，降 低了固相线，在晶界上形成富硫淮液相。
此时，由于磷在液相中的溶解度较固溶体中大，磷自固相往液相中扩散，在晶界上形成富含磷的液相。
随后在冷却过程中晶界上出现树枝状、羊齿状或玫瑰花状Fe-MnS共晶体和FeP薄膜。
此外晶界上还沉定出多量球状或角状MnS粒子。
由于原始奥氏体晶界严重弱化，使钢的塑性和韧性严重下降，其断口为石状断口（见图６）。