第五章钢铁热处理
第五章钢铁热处理将钢在固态下，加热到一定温度，经过保温，适当的冷却速度冷却，以改变其内部组织，从而获得所需性能的工艺方法。
调整钢的化学成分或对其实施改性处理是改善钢的使用性能和工艺性能的主要途径。
利用加热、保温、冷却的方法，改变材料的组织与结构，达到改变材料性能的工艺过程称为热处理。
意义：合适的热处理是让材料达到希望的性能，有时是为了便于进行加工，有时让材料满足工作条件的要求。
它是合理使用材料、充分发挥材料潜力必不可少方法。
热处理过程中材料处于固态下，但内部都有不同程度的固态转变发生。
根据加热和冷却及应用特点的不同，常用的热处理方法的大致分类有：第一节钢在加热时的组织转变一、转变温度相变点二、奥氏体的形成过程及影响因素１、奥氏体形成的基本过程（1）奥氏体晶核的形成（2）奥氏体晶核的长大（3）剩余渗碳体的溶解（4）奥氏体晶核的均匀化1.奥氏体是同时消耗两相来长大；2.实际上总是铁素体先消失，随后残余渗碳体的溶解；3.奥氏体的均匀化，各处的碳浓度都达到平均成分，随后所含其它合金元素经扩散达到成分均匀；4.在铁素体和渗碳体的交界处形成奥氏体的核心；5.亚(过)共析钢中过剩相的溶解(温度达到AC3或Accm以上)。
２、影响奥氏体转变的因素（1）加热温度；（2）加热速度；（3）化学成分；（4）原始组织。
（二）影响奥氏体晶粒长大的因素1、加热温度2、化学成分1)保温温度愈高，保温时间长，奥氏体长大速度快，长大的时间多，晶粒变粗；2)原始组织，固相转变组织的遗传性，珠光体细小，奥氏体的晶粒也细小；片状比球状细小，非平衡组织往往也可得到细小的奥氏体晶粒。
3)合金元素(成分)①含碳量增加，奥氏体转变加快，生长时间多，奥氏体晶粒的长大倾向增加；②碳化物形成元素(Ti、V、Ta、Nb、Zr、W、Mo、Cr)和碳结合力强，阻碍碳的扩散可阻碍奥氏体晶粒生长；③不和碳作用而溶入基体元素(Si、Ni、Cu)对奥氏体晶粒生长无明显的影响；④Co、P、Mn对奥氏体晶粒的长大有加速作用。
4)加热速度速度快用的时间少，转变在较高温度，形核率高，最终晶粒尺寸较细小。
第二节钢在冷却时的组织转变一、过冷奥氏体的等温冷却转变过冷奥氏体：钢奥氏体化后，从高温冷却到A1以下，此时奥氏体并不立即转变，而处于热力学不稳定状态，把这种存在于A1温度以下暂未发生转变的不稳定奥氏体称为过冷奥氏体。
等温冷却：将钢迅速过冷到临界点(Ar1)以下某一温度，使奥氏体保持在该温度下进行转变。
连续冷却：将钢以某一固定速度不停顿地冷却(到室温)，使奥氏体在连续降温的过程种转变。
（一）共析钢过冷奥氏体等温转变图的建立等温转变曲线；C曲线TTT曲线Temperature Time Transformation孕育期（二）过冷奥氏体转变产物的组织型态和性能1、珠光体型转变珠光体P索氏体S托氏体T2、贝氏体型转变BFe3C与含碳过饱和的铁素体的两相机械混合物上贝氏体550℃~350℃下贝氏体350℃~Ms3、马氏体转变碳在α-Fe中的过饱和间隙固溶体。
（１）、马氏体转变的特点一个温度范围速度极快无扩散不完全体积急剧膨胀（２）马氏体的形态及性能片状马氏体Wc＞1.0%板条状马氏体Wc＜0.2%（三）影响C曲线的因素1、含碳量2、合金元素3、加热温度和保温时间的影响二、过冷奥氏体的连续冷却转变图（一）共析钢的连续冷却转变图的建立（CCT）（二）连续冷却转变曲线（CCT）图的分析二、连续冷却转变CCT图与等温转变图TTT的比较三、第三节钢的整体热处理一、退火将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
（一）完全退火与等温退火（二）球化退火（三）均匀化退火（扩散退火）（四）去应力退火和再结晶退火二、正火将钢加热至Aｃ３或Aｃｃｍ以上３０～５０℃，保温后在静止空气中冷却至室温的热处理工艺。
三、淬火将钢加热至Aｃ３或Aｃ１以上３０～５０℃，保温一定时间后，快速冷却的热处理工艺。
淬火：将钢加热到临界点以上，保温一定时间进行奥氏体化，然后快速冷却到Ms点以下，发生马氏体转变的热处理工艺，叫作“淬火”。
目的：钢的淬火组织主要是马氏体，可以提高钢的高硬度，保证高的耐磨性和承受高的接触应力。
虽然马氏体不是热处理所要得到的最终组织，但马氏体再经过适当的回火，可以得到需要的组织和使用性能，最终达到理想的热处理目的。
(一）淬火加热温度的选定淬火加热温度的确定应以获得晶粒细小、成分均匀的奥氏体为原则，以便得到细小的马氏体组织。
１、亚共析钢加热温度Ac3+（30~50）℃２、过共析钢加热温度Ac１+（30~50）℃（二）淬火加热时间的确定η＝αKD理想的淬火冷却速度为了保证得到多的马氏体，冷却速度应该大于临界冷却速度Vk；为防止零件变形、开裂，冷却应慢一些。
所以理想的冷却速度如图，开始冷却可以慢一些，在快要发生组织转变时快冷，以躲开鼻子尖，随后又可以慢冷让马氏体转变慢慢的进行。
盐水、碱水10－15％的NaCl水溶液这是最强的冷却介质。
清水直接冷却和沸腾的蒸汽冷却，冷却能力也很强。
碱浴、硝盐浴熔融的氢氧化钠、硝酸盐、亚硝酸盐导热能力很强，在120－180℃以上的高温下有好的冷却能力。
矿物油冷却能力约为水的1/4－1/8，用于奥氏体较稳定钢，如大多数合金钢，可以有效防止零件的变形开裂。
（四）淬火方法1、单液淬火2、双介质淬火3、马氏体分级淬火4、贝氏体等温淬火5、深冷处理（五）淬火工件易出现的问题及其预防１、淬火后硬度不足或不均匀２、工件变形及开裂四、回火将淬火后的钢加热至Aｃ1以下某一温度，保温一定时间取出空冷或油冷的热处理工艺。
目的：消除应力，降低脆性；稳定工件尺寸；调整性能。
（二）回火的分类及应用1、低温回火（１５０～２５０）℃2、中温回火（３５０～５００）℃3、高温回火（５００～６５０）℃调质五、钢的淬透性与淬硬性１、淬透性与淬硬性的区别淬透性：钢件在淬火时能获得淬硬层深度淬硬性：钢件在正常淬火时获得马氏体组织所能达到的最高硬度。
２、影响淬透性的因素化学成分；淬火温度和保温时间３、淬透性的测定临界淬透直径法；末端淬透法４、淬透性的应用估算淬硬层深度；根据淬硬层深度选择材料第四节钢的表面热处理机械零件在服役时，常常要求表面与心部具有不同的力学性能，能更好的发挥材料的潜力作用。
例如在机械中常用的齿轮，表面承受巨大的接触应力，希望有高的硬度来提高其耐磨性和接触疲劳抗力，同时又要传递动力，齿部经受弯曲疲劳，要求材料有高的韧性，但一般材料当硬度高时韧性就差，然而若材料表面具有高硬度，心部有高的韧性就可以兼顾二者的需求，内燃机的曲轴也是同样的情况，传递动力且轴颈处耐磨。
达到材料表面和心部具有不同性能的方法可能多种，一种是相同的材料，表面和心部经过不同方式的热处理；另一种方法是通过改变材料表面成分的方法来达到具有不同的性能，以下分别介绍之。
一、表面淬火1、概述基本原理：首先对零件进行整体热处理，让零件心部达到要求的性能，例如轴、机床齿轮类先，进行调质，再利用快速加热的方法，只将工件的部分表层奥氏体化，然后淬火。
表面淬火不改变材料的化学成分，只表面获得马氏体组织，得到强化和硬化，心部组织并不发生变化，保持高的韧性。
（１）表面淬火工艺（２）表面淬火用钢（３）表面淬火加热方法2、感应加热表面淬火（１）感应加热的基本原理涡流（２）感应加热淬火的特点（３）表面淬火的技术条件第五节钢的化学热处理一、概述１、化学热处理慨念既改变表面组织，又改变表面化学成分的热处理。
２、化学热处理的基本过程二、滲碳１、渗碳的目的及用途２、渗碳用钢３、渗碳方法（１）气体渗碳法（２）固体渗碳法、化学热处理种类三、氮化（滲氮）锻造→退火→粗加工→调质→半精加工→去应力退火→粗磨→氮化→精磨或研磨四、碳氮共渗（氰化）五、常规表面热处理与化学热处理工艺的比较第六节铸铁的热处理一、普通灰铸铁的热处理1、去应力退火2、软化退火3、表面淬火二、球墨铸铁的热处理1、退火2、正火3、调质4、等温淬火第七节热处理与机械零件设计的关系一、热处理对零件结构形状的要求1、避免尖角、棱角2、避免厚薄相差悬殊3、采用对称、封闭结构4、采用组合结构二、热处理对切削加工工艺的要求１、合理安排冷热加工工序２、预留加工余量３、减小工件表面粗造度三、热处理技术条件的标注１、热处理技术条件代号及表示方法２、整体热处理零件的标注方法３、局部热处理的标注用T12钢制造的钢锉要求62~64HRC，其工艺路线为：下料→正火→球化退火→机加工→淬火→低温回火→校直第七章合金钢第一节合金钢的基本知识一、合金钢的分类及编号1、合金钢的分类2、合金钢的编号合金结构钢、两位数字＋元素符号＋数字＋···18Cr2Ni4W 38CrMoAlA合金工具钢、一位数字＋元素符号＋数字＋···9SiCr编号例外的钢GCr15 W18Cr4V Y12。
钢的热处理
热处理是指金属在固态下经加热、保温和冷却，以改变金属的内部组织和结
构，从而获得所需性能的一种工艺过程。
保温 温度 临界温度 冷 加 热 却 时间
热处理工艺曲线示意图
钢的热处理－热处理的基本概念
二、热处理的基本要素和作用
热处理的三大要素
①加热（ Heating） 目的是获得均匀细小的奥氏体组织。
种类： 扩散退火、再结晶退火、去应力退火。
第二类退火：
目的和作用： 以改变组织和性能为目的，获得以珠光体为主的组织，并使钢中的珠光体、 铁素体和碳化物等组织形态及分布达到要求。 种类： 完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火。
钢的热处理－钢的退火与正火
完全退火（Complete Annealing）
热处理的作用
改善钢（工件）的力学性能或工艺性能，充分发挥钢的性能潜力， 提高工件
质量，延长工件寿命。
重要结论：
材料是否能够通过热处理而改善其性能，关键条件是材料在加热和冷却过程 中是否发生组织和结构的变化。
钢的热处理-热处理的基本概念
三、热处理的类型
1.按加热、冷却方式及钢的组织、性能不同分类
时间 / s
马氏体转变时产生的组织应力。
温度 / C
Ms
理想淬火介质的冷却曲线
钢的热处理－钢的淬火与回火
常用淬火介质：
①水 特点：经济，冷却能力较强，但在Ms点附近冷速过快。 适用范围：碳钢。 盐水：盐或碱的水溶液，高温冷却能力比水强，适用于碳钢。 ②油
特点：低温区（Ms点附近）冷速缓慢，可有效降低变形和开裂倾向，
两个方面的问题：
冷却速度大，容易获得马氏体。 冷却速度大，内应力大，工件变形和开裂的倾向大。
钢的热处理课件
热处理的工艺要素是温度和时间。任何热处理过程都是 由加热、保温和冷却三个阶段组成的。因此，要掌握钢的热 处理原理，主要就是要掌握钢在加热和冷却时的组织转变规 律。
温 度 加热 保 温 冷却
0 图3-1 热处理工艺曲线
时间
热处理的任务是通过改变钢材的组织，来改变钢材的性 能，以满足使用要求的。一般都有将钢加热到相变温度以上， 使常温组织变为高温组织--奥氏体。然后在冷却过程中使它 向要求的组织转变。因此，奥氏体在形成过程中，其成份、 晶粒大小等，将直接影响热处理的效果。为此，了解奥体的 形成过程和影响因素是很重要的。 以共析钢为例，说明奥氏体的转变(形成)过程。 其转变过程可归纳为四个阶段。 1．奥氏体（A）晶核的形成 2．奥氏体（A）晶核的长大 3．残余渗碳体（Fe3C）的溶解
② 改善低碳钢的可切削性 。
③ 作为中碳钢的预备热处理（可以替代部分退火热处理）。
三 、淬火
方法： 将钢加热到AC3(亚共析钢)或ACcm(共析钢或过共析钢)以上 30～50℃，保温一定时间使其奥氏体化，然后在冷却介质中迅速 冷却。 目的： 是获得均匀细小的马氏体组织，再经过回火处理，提高钢的 力学性能。 注意： ①淬火的关键是：确定淬火温度和冷却方式。 ②它是最常用的一种热处理，是决定产品质量的关键。
目前应用较广的是气体氮化法。把工件放在专门氮化的炉 子里，加热到500～600℃，同时通入氨气(NH3)，氨气加热到 450℃，就分解出活性氨原子，扩散渗入工件表层，形成氮化 层。 氮化的要素是温度和时间，用时间控制渗层厚度。
氮化处理的缺点是：时间长 , 一般要用合金钢 , 所以 成本高。只用于机床中高速传动轴；精密齿轮等。 一般氮化零件的工艺路线为： 锻造→退火→粗加工→调质→精加工→除应力退火→磨 削→氮化→精磨。 3．碳氮共渗 把碳和氮同时渗入零件表层的过程称为氰化 。 根据处理温度的不同分为高温、中温和低温氰化。 4．其它化学热处理方法 (1) 渗铝 目的：是使钢的表面具有高的抗氧化性能。 (2) 渗铬 目的：是增加零件抗蚀性能，还可提高碳钢 的硬度和耐磨性。
《钢的热处理》PPT课件
三) 转变产物的组织与性能
1.珠光体型 ( P ) 转变 ( A1～550℃ ) : A1～650℃ : P ; 5～25HRC; 片间距为0.6～0.7μm ( 500× )。
650～600℃ : 细片状P---索氏体(S); 片间距为0.2～0.4μm (1000×); 25～36HRC。
600～550℃:极细片状P---屈氏体(T); 片间距为＜0.2μm ( 电镜 ); 35～40HRC。
珠光体形貌像
光镜下形貌
电镜下形貌
索 氏 体 形 貌 像
光镜形貌
电镜形貌
屈 氏 体 形 貌 像
光镜形貌
电镜形貌
三) 转变产物的组织与性能
2.贝氏体型 ( B ) 转变 ( 550～230℃ ) :
形成，F 与 Fe3C 层片相间的混合组 织，与此同时，在晶界其他部位又可能 产生新的晶核（ Fe3C 小片），并不断 交替生核长大，直到各种不同取向的P晶 团（群）彼此相遇，A全部转变为P。 由此可见，P的形成，包含两个不 同的过程： 通过C的扩散而使成分产生改变，即 由含C量0.8％（0.77％）的A 含 C量极高的Fe3C和含C量极低的F转变；
( % ) 50 40 30 20 10 0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Wc 100
第五章钢铁热处理
第五章钢铁热处理第五章钢铁热处理将钢在固态下，加热到一定温度，经过保温，适当的冷却速度冷却，以改变其内部组织，从而获得所需性能的工艺方法。
调整钢的化学成分或对其实施改性处理是改善钢的使用性能和工艺性能的主要途径。
利用加热、保温、冷却的方法，改变材料的组织与结构，达到改变材料性能的工艺过程称为热处理。
意义：合适的热处理是让材料达到希望的性能，有时是为了便于进行加工，有时让材料满足工作条件的要求。
它是合理使用材料、充分发挥材料潜力必不可少方法。
热处理过程中材料处于固态下，但内部都有不同程度的固态转变发生。
根据加热和冷却及应用特点的不同，常用的热处理方法的大致分类有：第一节钢在加热时的组织转变一、转变温度相变点二、奥氏体的形成过程及影响因素１、奥氏体形成的基本过程（1）奥氏体晶核的形成（2）奥氏体晶核的长大（3）剩余渗碳体的溶解（4）奥氏体晶核的均匀化1.奥氏体是同时消耗两相来长大；2.实际上总是铁素体先消失，随后残余渗碳体的溶解；3.奥氏体的均匀化，各处的碳浓度都达到平均成分，随后所含其它合金元素经扩散达到成分均匀；4.在铁素体和渗碳体的交界处形成奥氏体的核心；5.亚(过)共析钢中过剩相的溶解(温度达到AC3或Accm以上)。
２、影响奥氏体转变的因素（1）加热温度；（2）加热速度；（3）化学成分；（4）原始组织。
（二）影响奥氏体晶粒长大的因素1、加热温度2、化学成分1)保温温度愈高，保温时间长，奥氏体长大速度快，长大的时间多，晶粒变粗；2)原始组织，固相转变组织的遗传性，珠光体细小，奥氏体的晶粒也细小；片状比球状细小，非平衡组织往往也可得到细小的奥氏体晶粒。
3)合金元素(成分)①含碳量增加，奥氏体转变加快，生长时间多，奥氏体晶粒的长大倾向增加；②碳化物形成元素(Ti、V、Ta、Nb、Zr、W、Mo、Cr)和碳结合力强，阻碍碳的扩散可阻碍奥氏体晶粒生长；③不和碳作用而溶入基体元素(Si、Ni、Cu)对奥氏体晶粒生长无明显的影响；④Co、P、Mn 对奥氏体晶粒的长大有加速作用。
05钢的热处理-《工程材料》机械专业
上贝氏体强度与塑性都较 低，无实用价值；
上贝氏体
下贝氏体除了强度、硬度 较高外，塑性、韧性也较 好，即具有良好的综合力 学性能，是生产上常用的 强化组织之一。
下贝氏体
贝氏体组织的透射电镜形貌
5.3 钢的冷却转变——(1)过冷奥氏体的等温转变 ②共析钢等温转变产物的组织和特性
◆珠光体转变——珠光体
形成温度为A1～650℃， 片层较厚，500倍光镜下 可辨；
用符号P表示。
三维珠光体如同放在水中的包心菜
光镜下形貌
电镜下形貌
5.3 钢的冷却转变——(1)过冷奥氏体的等温转变 ②共析钢等温转变产物的组织和特性
◆珠光体转变——索氏体
形成温度为650～600℃, 片 层 较 薄 ， 800 ～ 1000 倍光镜下可辨；
针状马氏体
5.3 钢的冷却转变——(1)过冷奥氏体的等温转变 ②共析钢等温转变产物的组织和特性
取向不同的马氏体束。
电镜下
光镜下
在电镜下，板条内的亚
结构主要是高密度的位错，
=1012/cm2 ， 又 称 位 错 马
氏体。
5.3 钢的冷却转变——(1)过冷奥氏体的等温转变 ②共析钢等温转变产物的组织和特性
◆马氏体转变——马氏体的形态
针状马氏体： 在光镜下，针状、竹叶状、凸透镜状； 在电镜下，亚结构主要是孪晶； 高碳针状马氏体又称孪晶马氏体。
度的影响不大。
5.3 钢的冷却转变——(1)过冷奥氏体的等温转变
②共析钢等温转变产物的组织和特性
◆马氏体转变——马氏体的性能
主要原因是过饱和碳引起的晶格 畸变，即固溶强化；
转变过程中的大量晶体缺陷和引 起的组织细化；
第五章 钢的热处理
等温退火
加热温度：Ac1以上10-20度，或Ac3以上30-50度 组织：P 目的： ①与完全退火、球化退火相同 ②更均匀的组织和硬度 ③显著缩短生产周期 应用范围：高碳钢，合金工具钢，高合金钢。
球化退火（不完全退火）
加热温度：Ac1以上20-40度 应用范围：过共析钢，共析钢 组织：球状P（F+球状FeC3） 目的： ①使FeC3球化→HRC↓，韧性↑→切削性↑ ②为淬火作准备
钢加热到930℃±10℃、保温8小时、冷却后测得的晶 粒度 表示钢在加热时奥氏体晶粒长大的倾向 本质细晶粒钢
本质粗晶粒钢
本质细晶粒钢M和本质粗晶粒钢K晶粒长大示意图
图5-5
第二节 钢的冷却转变
一、过冷奥氏体 二、在冷却转变时，相变温度对转变速度的 影响 三、过冷奥氏体等温转变曲线 四、过冷奥氏体等温转变的产物的组织和性 能 五、过冷奥氏体连续冷却转变曲线
三、过冷奥氏体等温转变曲线
温 度 ℃ 700 600 550 500 400 300 200 100
2 3 4 5 6
Ar
Ms
1
10 10 10
10
10 10
时间（s）
图5-8
共析碳钢过冷A等温曲线的建立
图5-9
四、过冷奥氏体等温转变的产物的组织和性能
珠光体转变 贝氏体转变
马氏体的组织与形态
一、奥氏体化前的组织
我们只考虑比较简单的情况即奥氏体化前的 组织为平衡组织的情况。 对于亚共析钢 → F+P 共析钢 → P 过共析钢 → Fe3CⅡ+P
二、奥氏体的形成温度与Fe- Fe3C状态图的关系
对于加热：非平衡条件下的相变温度高于平衡条 件下的相变温度； 对于冷却：非平衡条件下的相变温度低于平衡条件 下的相变温度。 这个温差叫滞后度。加热转变 → 过热度， 冷却转变 → 过冷度，且加热与冷却速度越大，温 度提高与下降的幅度就越大，导致热度与过冷度越 大。此外，过热度与过冷度的增大会导致相变驱动 力的增大，从而使相变容易发生。
钢的热处理-金属工艺学PPT课件
1) 钢的最终热处理
细化晶粒，组织均匀化，增加亚共析钢中P%（S%） → 强度、韧性、硬度↑
2) 预先热处理 —— 淬火、球化退火前改善组织。 3) 增加低碳钢的硬度，以改善切削加工性能。
钢的淬火
• 一、淬火的目的 • 获得马氏体组织 • 二、淬火的一般工艺
§2 钢在加热和冷却时的转变
珠光体转变：扩散相变 (A1～550℃, A→P（F+Fe3C）)
3）在600～550℃形成片层间距极小的珠光体 ( 0.2m) ，在光学显微镜下高倍放大已无法分 辨出其内部构造，在电子显微镜下可观测到很薄 的铁素体层和碳化物（渗碳体）层交替重叠的复 相组织，称为极细珠光体或托氏体，用字母T表 示（以法国金相学家L•Troost的名字命名）。
1.淬火温度的选择 2.保温时间的确定 3.淬火冷却介质
1.淬火温度的选择
• (1) 亚共析钢： Ac3+30～50℃——细小均匀M
温度过低：残余F 温度过高：粗大马氏体
• (2) 过共析钢: Ac1+30～50℃——细小均匀M+粒状Fe3C
温度过低：残余F 温度过高(大于Accm)：得到粗大马氏体，引起变形 或开裂；二次渗碳体全部溶解，降低Ms点，AR增多。
平衡临界点：
A1、 A3、 Acm
加热临界点：
Ac1、Ac3、Accm
冷却临界点：
Ar1、Ar3、Arcm
பைடு நூலகம்
§2 钢在加热和冷却时的转变
1、奥氏体的形成(PA)
钢在加热时奥氏体的形成过程又称为奥氏体化。以 共析钢的奥氏体形成过程为例。
《钢的热处理》PPT课件
⑵加热速度: 加热速度越快,过热 度越大, 形核率越高, 晶粒越细.
⑶合金元素：
Nb/%
Nb、Ti对奥氏体晶粒的影响
阻碍奥氏体晶粒长大的元素:
Ti、V、Nb、Ta、Zr、W、
Mo、Cr、Al等碳化物和氮 化物形成元素。
析出颗粒 对黄铜晶 界的钉扎
ppt课件
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促进奥氏体晶粒长大的元素：Mn、P、C、N。 ⑷ 原始组织: 平衡状态的组织有利于获得细晶粒。 奥氏体晶粒粗大，冷却后的组织也粗大，降低钢的
由于加热冷却速度直接影响转变温度，因此一般手册
中的数据是以30-50℃/h 的速度加热或冷却时测得的.
ppt课件
8
第二节 钢在加热时的转变
加热是热处理的第一道工序。加热分两种：一种是在
A1以下加热，不发生相变；另一种是在临界点以上加 热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化。
一、奥氏体的形成过程
ppt课件
10
℃
第四步 奥氏体成分均匀 共析钢奥氏体化曲线（875℃退火）
化：Fe3C溶解后，其所 温 度
在部位碳含量仍很高， ，
通过长时间保温使奥氏
体成分趋于均匀。
ppt课件
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共析钢奥氏体化过程
亚共析钢和过共析钢的奥 氏体化过程与共析钢基本 相同。但由于先共析 或 二次Fe3C的存在，要获得 全部奥氏体组织，必须相 应加热到Ac3或Accm以上.
常温力学性能，尤其是塑性。因此加热得到细而均 匀的奥氏体晶粒是热处理的关键问题之一。
真空热处理炉
箱式可控气氛多用炉
ppt课件
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第三节 钢在冷却时的转变
冷却是热处理更重要的工序。 一、过冷奥氏体的转变产物及转变过程
第五章钢的热处理-3.4.5.6节
40钢力学性能与回火温度的关系
淬火钢硬度随回火温度的变化
200℃以下，由于马氏体中碳化物的弥散析出，钢 的硬度并不下降，高碳钢硬度甚至略有提高。
200-300℃，由于 高碳钢中A’转变 为M回, 硬度再次 升高。
大于300℃,由于 Fe3C粗化，马氏 体转变为铁素体, 硬度直线下降。
⑵ 共析钢 淬火温度为Ac1+30-50℃；淬火组织为M+A’。
⑶ 过共析钢 淬火温度: Ac1+30-50℃. 温度高于Accm，则奥氏
体晶粒粗大、含碳量高, 淬火后马氏体晶粒粗大、 A’量增多。使钢硬度、 耐磨性下降，脆性、变 形开裂倾向增加。
淬火组织: M+Fe3C颗粒 +A’。(预备组织为P球)
第三节 钢的退火和正火
机械零件的一般加工工艺为：毛坯（铸、锻）→预 备热处理→机加工→ 最终热处理。
退火与正火主要用于 预备热处理，只有当 工件性能要求不高时 才作为最终热处理。
一、退火
将钢加热至适当温 度保温，然后缓慢 冷却 (炉冷) 的热处 理工艺叫做退火。
1、退火目的
真空退火炉
⑴调整硬度，便于切削加工。适合加工的硬度为
4、等温淬火法 将工件在稍高于 Ms 的盐浴
或碱浴中保温足够长时间， 从而获得下贝氏体组织的淬 火方法。 经等温淬火零件具有良好的 综合力学性能，淬火应力小. 适用于形状复杂及要求较高 的小型件。
第五节 钢的淬透性
网带式淬火炉
一、淬透性的概念
淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。其 大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。
强的介质中冷，却躲过 鼻尖后，再在另一种冷 却能力较弱的介质中发 生马氏体转变的方法。 如水淬油冷，油淬空冷.
钢的热处理钢在加热和冷却时组织转变课件
钢在冷却时的组织转变
珠光体的形成
总结词
珠光体是钢在冷却过程中形成的一种组织，由铁素体和渗碳体的层片状交替排 列构成。
详细描述
当钢在冷却时，奥氏体中的碳原子开始扩散并偏聚在铁素体和渗碳体的界面处， 形成富碳的铁素体和贫碳的渗碳体。随着温度的降低，这些富碳的铁素体和贫 碳的渗碳体会逐渐形成层片状结构，最终形成珠光体。
马氏体的转变
总结词
马氏体是钢在冷却过程中形成的一种组织，其特点是具有较 高的硬度和强度。
详细描述
当钢在冷却时，如果冷却速度足够快，奥氏体中的碳原子来 不及扩散，就会形成一种过饱和的固溶体，即马氏体。马氏 体的硬度高、强度大，因此在制造高强度、耐磨性好的刀具、 模具等产品时具有重要的应用。
贝氏体的转变
奥氏体的形成是一个扩 散过程，需要一定的时 间和温度。
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奥氏体的形成与钢的成 分、加热速度和温度等 因素有关。
奥氏体晶粒的长大
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随着温度的升高，奥氏体晶粒 逐渐长大。
晶粒的大小对钢的性能有重要 影响，晶粒越细，钢的强度和
韧性越好。
加热温度和时间是影响奥氏体 晶粒大小的主要因素。
为了获得细小的奥氏体晶粒， 通常采用快速加热和短时间保
回火
总结词
回火是一种将淬火后的金属重新加热至低温 并保持一段时间的过程，主要用于消除淬火 过程中产生的内应力、提高金属的韧性和塑 性。
详细描述
回火的主要目的是通过低温加热使金属内部 组织结构发生转变，消除淬火过程中产生的 内应力，提高金属的韧性和塑性。回火工艺 通常包括将淬火后的金属加热到低温回火温
开裂
是指热处理过程中，由于内应力过大 或组织转变不均匀，导致钢的表面出 现裂纹。开裂可以通过优化热处理工 艺、控制冷却速度和改善材料成分来 减少。