第四章金属材料热处理.解析
回火
二、回火时组织转变及力学性能变化
1、回火时组织转变 以碳钢为例： （1）马氏体开始分解（100～200℃）：
碳原子以ε-碳化物形式从马氏体中逐渐析出。 （2）残余奥氏体分解（200～300℃）：
残余奥氏体转变为回火马氏体或下贝氏体。 （3）渗碳体形成（250～400℃）：
ε-碳化物转变为极细小的渗碳体。 （4）铁素体的回复和再结晶，碳化物颗粒聚集长 大（400℃以上）
If
e Z
e R2 X 2
密电 度流
进水
出水
淬
火
进喷
水
水 套
Z：涡流回路电抗，R：电阻，XL：感抗 ∵Z很小，∴（涡流）能达到很大。
涡流热效应
Q
0.24I
2 f
R
Q总=Q+Q′，将零件表层加热，
（Q′磁滞热效应，比涡流热效应小的多）
表面效应（集肤效应）
涡流强度随高频电磁场强度由零件表面向内层 逐渐减小而相应减小的规律，称为表面效应。
三 淬火冷却方法: （1）单介质淬火 （2）双介质淬火
（为减小淬火应力） （3）M分级淬火
（为减小淬火应力）
温
A1
度
P
A Ms
M
B
①③ ②
⑤
时间
（4）B等温淬火：为获得下贝氏体组织。
（5）冷处理：为获得最大量M，减少A
室 温
1 、 直 接 淬 火 （ direct quenching）
适用：无尖锐棱角，和 截面形状无突变的形 状简单的碳钢和合金 钢工件。
区间里将发生二次硬化 作用。
560
T/ ℃
4、回火脆性 低温回火脆性：250～350℃回火时韧性降低。 预防方法：回避在该温度回火 高温回火脆性：500～650℃回火时韧性降低。 预防方法：回火后快冷。
钢的韧性与回 火温度的关系
小结：各种热处理组织比较
球化退火
奥氏体
快冷（淬火） 马氏体
重新加热
缓冷
250
150
正火（0.2-0.5C)
完全退火 （0.3-0.8C）
球化退火 （＞0.5C)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 含碳量→
热处理工艺与切削工艺性的关系
第二节 钢的淬火
钢的最重要的强化手段：淬火
将钢加热到Ac1或Ac3以 上30～50℃，保温一段 时间使钢奥氏体化后， 以大于临界冷速冷却获 得马氏体的热处理工艺
l过共析钢:AC1+30～50℃？
淬火后组织：均匀细小M +粒状渗碳体
二、淬火冷却介质 保证工件冷速V＞临界淬火冷速VC。
工件尺寸一定时，冷速越快： 1.获得较大的淬硬深度。 2.容易引起变形开裂。
水作为淬火介质
（1）650～550℃ :冷速＜200℃/s； M转变区(300～200℃），冷速：高达770℃/s
（5）铸钢件正火，
细化铸态组织（即细化铸件中粗大晶粒，
消除由于截面尺寸不同在结晶过程中产生的显微组 织的不均匀性，如等轴晶-柱状晶-粗晶）。
改善切削加工性能
由于铸件一般形状较复杂，偏析严重，韧性较 差。∴在正火中应采用较为缓慢的加热，以免热 应力造成变形开裂，加热T也较锻件高。
退火和正火的加热温度
不适用：处理高碳钢件和形状复杂的工件。 例：手用锯条 T10 T法
特点：既保证了较高淬透 层深，又可减少应力，防 止开裂。
水-油、盐水-油、油空气等
适用范围：淬透性较差的 大尺寸工件
缺点：不易操作
∴多用碳素工具钢和大 截面合金工具钢，要求 淬透较深的零件淬火。
3、M分级淬火 优点：减少了淬火应力
4、预先热处理及工件加工工序设置 预先热处理：调质 加工工序设置（各热处理工序目的？）
下料→锻造→正火或退火→机加工（粗）→ 调质→机加工（细）→感应淬火→低回→磨削
二、火焰加热表面淬火
操作:高温火焰加热工件表面，随后水冷淬火。 特点:（1）方法简单、不需贵重设备。
（2）工件大小不受限制 （3）加热温度不易控制，淬火质量不够稳定。
较快冷
珠光体
加热回火
回火马氏体
贝氏体
第五节 钢的淬透性
一、淬透性定义及影响因素
淬透性：钢中奥氏体在冷却时形成马氏体而不形
成其他组织的能力,它主要与钢的过冷A
的稳定性与临界淬火冷却速度有关
淬透性影响因素：
目的： A残→M 适用：Ms点低的钢 种（C高 ＞0.6）
要求尺寸稳定性很
高的精密零件
室温
四、淬火常见缺陷 1、淬火裂纹及变形
多种原因引起:工艺、结构、材料等。 2、氧化、脱C 3、过热、过烧 4、软点与硬度不足
加热温度不匀、存在氧化皮和表面气泡等 材料淬透性低、淬火冷速太小等。
第三节 钢的表面淬火
硬度。
回火索氏体 500X
适用：① 主要用于中碳碳素结构钢或低合金结构钢 制造的各种机械结构零部件
★结构钢淬火+高温回火，以获得综合机械性能为目 的，称为调质处理，如发动机曲轴、连杆、螺栓， 机床主轴等要求综合机械性能零件。 40Cr
②高C高合金钢（如高速钢、
HRC
高铬钢）的回火T的高达
500～600℃，在这个T
3）★过共析钢（工具钢、轴承钢）和渗C工件可用 正火消除网状C化物。以便在球化退火中获得均 匀的球状C化物。在用正火代替渗碳件的第一次 淬火时，还能减少工件变形。
4）大型锻件常采用正火作为最终热处理，可避免淬 火时较大的开裂倾向（但不能充分发挥材料潜 力）。正火后需高温回火（T=700℃），以消除 应力，得到良好的力学性能。
目的：主要目的是： (工
具钢) ↑硬度、强度、耐磨
临
界 冷 速
性。（结构钢）与不同T 的回火相配合，获得不同 的强韧、塑的配合，满足 不同的性能要求。
马氏体转变——无扩散型转变，切变
奥氏体晶界
马氏体板条 奥氏体
马氏体板条
板条M
一、淬火加热温度
l亚共析钢和共析钢:AC3+30～50℃？
淬火后组织:均匀细小M
工件
烧嘴
喷水管、烧嘴移动方向 喷水管
淬硬层
火焰加热表面淬火示意图
第四节 钢的回火
回火：淬火钢件加热至AC1以下某温度保温一定 时间，而后冷却的热处理工艺。
一、回火目的
（1） 减小或消除淬火应力，防零件变形和开裂。
（2） 稳定组织，防止组织转变引起的零件形状、
尺寸和性能变化。
淬火
（3） 获得所需力学性能。
（组织应力）
适用范围：变形要求严格的工件。一般分级淬火时零 件 能淬透的零件直径要比油淬、水淬小， ∴对大截面碳钢、低合金零件不适宜采用分级淬火。
4、贝氏体等温淬火
等温温度：依C曲线及性 能要求（T 低，B 下多 且硬度高）
适 用 ： 合 金 钢 ， Wc ＞ 0.6%的碳钢。
400-260 ℃
5、深冷处理（或冷处理）（Subzero treatment）
扩散退火
正火
温
度
完全退火
球化退火
去应力退火
成分
三、退火、正火后的组织与性能
组织：正火冷速快，P组织比退火态的片层间距小， 领域也小
性能：亚共析钢中：P越多，强度，硬度越高，韧 性↓，塑脆转化T↑。 Wc＜0.2%时，退正火机械性能相近。C%↑，正 火硬度、强度比退火高，塑性低。
HV
淬火 （＜0.1C)）
工程材料
（4）
第四章 金属材料热处理
第四章 金属材料热处理
热处理定义：在固态范围内，采用加热、保温和 冷却等方法而改变金属材料的内部组织结构，从 而改善金属材料力学性能的工艺方法金属材料。
空气中对流 T高时，辐射
热传导
T℃
A
A1
工
件
+
M
—
s
电阻炉加热时传热示意图
t
4、去应力退火
γ
二、 正火
1.定义：加热到Ac3或Accm以 上 30 ～ 50℃ ， 保 温 适 当 时 间 ，
根据回火温度分
（1）低温回火（150～250℃）
回火组织：回火马氏体：碳过饱和度降低了的马
氏体 + 析出碳化物
力学性能：残余应力消除，高硬度、高强度，较
低的塑性和韧性
回 火 马 氏 体
主要适用 高碳钢制造的各类工模具、机械零件（如轴承）
如锉刀 T12 160-180 ℃ ∽64HRC 渗C及CN共渗淬火后的零件 低合金超高强度钢 30CrMnSiNi2A 250-300
（2）●中C钢普通零件正火后组织细化，得到一定 的力学性能，要求不高时，可代替调质处理作为 最后热处理或为感应加热表淬前的预备处理
● 还 可 以 消 除 魏 氏 组 织 ， 低 合 金 结 构 钢 （ wt ＜ 0.4%，如40Cr）可用正火代替完全退火作为切 削加工前的准备，可缩短生产周期，降低费用。
疲劳强度显著↑→使用寿命↑
如：40Cr钢，φ20mm光滑试样，
σ-1值：调质：450~480，
σ-1
调质+表淬：630Mpa，
40MnB钢制造汽车半轴，
σ
调质改调质+表淬，寿命↑20倍
N
（3）工件不易氧化、脱碳，变形小。 （4）易于自动化，生产率高。 （5）设备昂贵 （6）不适合形状复杂的工件。
3、适用钢：中碳钢
优点：冷却能力强，清洁、安全、价格低，不需 清洗。 ∴在可能情况下应广泛使用。
缺点：M 转变区冷速大，易开裂 适用：形状简单，尺寸不大的碳钢件。
盐水、碱水溶液（水中添加5～10%的盐、碱） 在高温区（650～550℃）的冷却能力约为水的10
倍 缺点：①低温冷速仍很大。
《金属材料与热处理》第四章铁碳合金
学习情境四：铁碳合金 4.3
4、在焊接方面的应用 焊接时由焊缝到母材各区域的温度是不同的，根据Fe－Fe3C 相图可知，受到不同加热温度的各区域在随后的冷却中可能 会出现不同的组织和性能。这需要在焊接之后采用相应的热 处理方法加以改善。 5、在热处理方面的应用
Fe－Fe3C相图是制订热处理工艺的依据。应用Fe－Fe3C相 图可以正确选择各种碳钢的退火、正火、淬火等热处理的 加热温度范围。由于含碳量的不同，各种碳钢热处理的加 热温度和组织转变也各不相同，都可从状态图中求得。
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学习情境四：铁碳合金 4.4
1、在钢铁材料选用方面的应用
Fe－Fe3C相图反映了铁碳合金的组织、性能随成分的变化 规律，为钢铁材料的选用提供了依据。如各种型钢及桥梁、船 舶、各种建筑结构等，都需要强度较高、塑性及韧性好、焊接 性能好的材料，故一般选用含碳量较低（WC＜0.25％）的钢材； 各种机械零件要求强度、塑性、韧性等综合性能较好的材料， 一般选用碳含量适中（WC＝0.30％～0.55％）的钢；各类工具、 刃具、量具、模具要求硬度高，耐磨性好的材料，则可选用含 碳量较高（WC＝0.70％～1.2％）的钢。纯铁的强度低，不宜 用作工程材料。白口铸铁硬度高、脆性大，不能锻造和切削加 工，但铸造性能好，耐磨性高，适于制造不受冲击、要求耐磨、 形状复杂的工件，如冷轧辊、球磨机的铁球等。
29
学习情境四：铁碳合金 4.4
低碳钢：Wc=0.1-0.25% 中碳钢：Wc=0.25-0.6% 高碳钢：Wc=0.6-1.4% 随着Wc的增加，硬度、强度都增加。
30
学习情境四：铁碳合金 4.3
三、铁碳合金状态图的应用
1、在钢铁材料选用方面 2、在铸造生产上的应用 3、在锻造方面的应用 4、在焊接方面的应用 5、在热处理方面的应用
金属材料和热处理基本概念及基础知识-热处理工艺
淬透性一般可用淬火临界直径、截面硬度分布曲 线和端淬硬度分布曲线等表示。由于钢中化学成分的 波动，表示钢淬透性硬度曲线有一个波动范围，被称 为淬透性带。 钢材的淬透性与淬硬性是两个完全不同的概念。 淬火硬度高的不一定淬透性好，而硬度低的钢材也可 能具有高的淬透性。 一般机械制造行业大多以心部获得50％ 马氏体为 淬火临界直径标准，对于重要机加及军工行业则以心 部获得90 ％马氏体作为临界直径标准，以保证零件整 个截面都获得较高力学性能。
2.加热与保温时间
五、钢的回火与回火工艺
将淬火钢重新加热到A1以下某一温度，保温后冷 却到室温的热处理工艺称回火。
1、回火的目的
• ⑴ 降低淬火钢的脆性，消除或减少淬火钢的内应力。 • ⑵ 提高钢的塑性和韧性，获得所要求的性能。
• ⑶ 稳定工件尺寸，降低硬度，便于切削加工。
第四节 钢的表面淬火
将钢加热到临界点以上（某些退火也可在临界点以下） 保温一定时间，随炉缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的 热处理工艺。主要用于铸、锻、焊件毛坯的热处理。
• 1、退火的目的 • 1）降低钢件硬度，便于切削加工。 • 2）消除工件内应力，稳定尺寸。
• 3）细化晶粒，改善组织，提高钢的机械性能。 • 4）为最终热处理做好组织准备。
一、钢的渗碳 渗碳是将钢件加热到奥氏体状态下，于富碳介质 中长时间加热，使碳原子渗入表层，增加钢件表层的 含碳量，然后通过淬火获得高硬度的马氏体组织，达 到提高强度、耐磨性及疲劳强度的目的。 渗碳一般用含碳0.1～0.25%的低碳钢。 渗碳—淬火+低温回火
1、渗碳方法
⑴ 气体渗碳（煤油、苯、甲醇+丙酮） 渗碳介质的分解—吸收—扩散三个基本过程。 主要应控制好加热温度（930 º C）和保温时间。 温度越高，渗速越大，扩散层越厚，但晶粒越大，使 钢变脆。保温时间取决于渗层厚度，但时间越长，扩 散速度减慢。钢件渗碳几小时到几十小时，可得到 0.5~2mm的渗碳层深度。 ⑵ 固体渗碳 ⑶ 液体渗碳
金属材料热处理技术对显微组织影响解析
金属材料热处理技术对显微组织影响解析引言金属材料的热处理技术是一种通过控制材料的加热、保温和冷却过程，以改变其内部组织结构和性能的方法。
其中，显微组织是指材料的微结构，包括晶粒大小、性状和配位等。
热处理技术对金属材料显微组织的影响是深入研究的重要课题，本文将对此进行解析。
一、热处理技术的分类不同的金属材料适用于不同的热处理技术，主要包括退火、淬火、正火和回火等。
退火可以通过加热和缓慢冷却来改变材料的组织结构，完全消除应力和晶界能量，提高材料的延展性和可塑性。
淬火是将材料急剧冷却，使其迅速形成高硬度和高强度的组织结构，以增加材料的硬度和耐磨性。
正火是在合适的温度下进行加热和保温，使材料形成一种均匀的组织结构，以提高材料的韧性和强度。
回火是在淬火后，通过加热和保温使组织发生相应的变化，调整材料的性能。
二、热处理技术对显微组织的影响2.1 晶粒尺寸热处理技术对金属材料显微组织中晶粒尺寸的影响是显著的。
退火过程中，晶粒尺寸会增大，尤其是在较高温度下进行长时间的加热。
淬火过程中，由于急剧冷却，晶粒尺寸会变细。
正火和回火过程中，晶粒尺寸相对稳定，但可能会有一定的变化。
晶粒尺寸的改变对材料的性能有直接影响，晶粒尺寸较小的材料通常具有更高的硬度和强度，而晶粒尺寸较大的材料通常具有更好的延展性和可塑性。
2.2 组织的相金属材料的热处理过程会改变组织中的相。
相是指材料内部存在的不同结构和成分。
在退火过程中，材料中的相通常会发生改变，例如析出相可能会消失或出现新的相。
这些相的变化直接影响了材料的硬度、强度和韧性等性能。
2.3 宏观形貌热处理技术对金属材料的宏观形貌也有影响。
退火过程中，材料表面的缺陷如裂纹和氧化物可能会减少。
淬火过程中，由于急剧冷却，材料的外观通常会发生变化，可能会出现裂缝和变形的情况。
正火和回火过程中，材料表面的质量会有所改善，但可能会出现一定程度的变形。
三、热处理技术的应用范围热处理技术广泛应用于金属材料的制备和加工过程中。
钢的热处理复习与思考及答案
第四章 钢的热处理?复习与思考一、名词解释 1.热处理 热处理是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预 期的组织结构与性能的工艺。
2.等温转变 等温转变是指工件奥氏体化后，冷却到临界点以下的某一温度区间内等温保 持时，过冷奥氏体发生的相变。
3.连续冷却转变 连续冷却转变是指工件奥氏体化后以不同冷速连续冷却时过冷奥氏体发生 的相变。
4.马氏体 马氏体是碳或合金元素在α-Fe 中的过饱和固溶体。
5.退火 钢的退火是将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理 工艺。
6.正火 正火是指工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。
7.淬火 钢的淬火是指工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或(和)贝氏体 组织的热处理工艺。
8.回火 回火是指工件淬硬后，加热到 Ac1 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷 却到室温的热处理工艺。
9.表面热处理 表面热处理是为改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工 艺。
10.渗碳 为提高工件表层碳的质量分数并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗 碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺称为渗碳。
11.渗氮在一定温度下于一定介质中，使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺称为 渗氮，又称氮化。
二、填空题 1.整体热处理分为 退火 、 正火 、 淬火 和 回火 等。
2.根据加热方法的不同，表面淬火方法主要有： 感应加热 表面淬火、 火焰加热 表面淬火、 电接触加热 表面淬火、 电解液加热 表面淬火 等。
3.化学热处理方法很多，通常以渗入元素命名，如 渗碳 、 渗氮 、 碳氮 共渗 和 渗硼 等。
4.热处理工艺过程由 加热 、 保温 和 冷却 三个阶段组成。
5.共析钢在等温转变过程中，其高温转变产物有： P 、 S 和 T。
6.贝氏体分 上贝氏体 和 下贝氏体 两种。
7.淬火方法有： 单介质 淬火、 双介质 淬火、 马氏体分级 淬火 和 贝氏体等温 淬火等。
金属热处理技术手册
金属热处理技术手册
摘要：
本手册旨在对金属热处理技术进行全面而系统的介绍和总结。
内容
包括金属热处理的基本原理、分类、工艺流程、设备及技术等方面的
知识点。
希望能为金属材料加工及相关从业人员提供参考和实用指导。
第一章金属热处理的基本原理
金属热处理是指加热金属材料，将其保持在一定温度下并进行适当
冷却后得到期望的金属组织和性能的过程。
这一过程可以改善金属的
塑性、韧性、抗疲劳性、耐腐蚀性和耐热性能等特点。
第二章金属热处理的分类
金属热处理的分类按材料性质不同而异，主要包括调质、退火、正火、淬火等不同的热处理类型，各种类型的热处理都会在一定程度上
改变材料的性质和组织结构。
第三章金属热处理的工艺流程
金属热处理的工艺流程包括加热、保温、降温、处理等过程。
在这
一过程中，需要注意合理控制加热和冷却速率，保证金属组织均匀性
和性能等要素的达成。
第四章金属热处理的设备
金属热处理的设备通常包括热处理炉、热处理钢罐、加热炉、降温设备、炉具等。
其中，炉具的种类和质量直接决定着金属热处理成品的质量水平和工艺效率。
第五章金属热处理的技术
金属热处理的技术主要包括热处理工艺、工艺参数和环境因素等，其中前两者直接决定了金属组织和性能的变化方向和程度。
结论：
金属热处理作为一项重要的金属材料加工技术，一直以来受到广泛的关注和应用。
本手册对于金属热处理技术的全面系统介绍和总结，期望能为从事金属热处理的相关从业人员提供参考和实用指导，使其能更好地从事相关工作，提高工作效率和成果质量。
机械基础复习资料金属材料和热处理含习题答案
第二部分 机械基础第四章 金属材料和热处理本章重点1．掌握：强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度的含义。
2．了解：工艺性能的含义。
3．了解：热处理的概念及目的。
4．熟悉：退火、正火、淬火、回火，表面热处理的方法。
5．掌握：碳素钢的概念、分类、牌号的表示方法及性能。
6．掌握：合金钢的牌号及表示方法。
7．熟悉：铸铁分类牌号及用途。
本章内容提要一．金属材料的性能1．物理、化学性能物理性能是指金属材料的密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等具有物理特征的一些性能。
化学性能是指金属在化学作用下所表现的性能。
如：耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性。
2．金属材料的机械性能金属材料在外力作用下所表现出来的性能就是力学性能。
主要有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
（1）强度强度是材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。
可分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度和抗扭强度。
常用的强度是抗拉强度。
工程上常用的强度指标是屈服点和抗拉强度。
（2）塑性塑性是金属材料在静载荷作用下产生永久变形的能力。
常用塑性指标是伸长率和断面收缩率。
伸长率：是指试样拉断后的伸长与原始标距的百分比。
式中，L 0表示试样原长度（mm ），L 1表示试样拉断时的长度（mm ）。
断面收缩率：是指试样拉断后，缩颈处横截面积（A 1）的最大缩减量与原始横截面积（A 0）的百分比。
（3）硬度硬度是金属材料表面抵抗比它更硬的物体压入时所引起的塑性变形能力；是金属表面局部体积内抵抗塑性变形和破裂的能力。
目前最常用的硬度是布氏硬度（HB ）、洛氏硬度（HRC 、HRB 、HRA ）和维氏硬度（HV ）。
（4）韧性1o o 100%L L L -=⨯δ010A A 100%A -=⨯ψ韧性是脆性的反意，指金属材料抵抗冲击载荷的能力。
工程技术上常用一次冲击弯曲试验来测定金属抵抗冲击载荷的能力。
（5）疲劳强度疲劳强度是指材料在无限多次交变载荷作用下不发生断裂的最大应力。
一般规定，钢铁材料的应力循环次数取108，有色金属取107。
钢的热处理6
二、钢的正火 将钢件加热至单相奥氏体区（ Ac3、Ac1 或Accm 以上），保温后出炉空冷的热处理工艺。
A）工艺： Ac3（Ac1 或Accm） +（30~50℃），空冷 。
B）特点：冷却速度快，组织较细，钢的强度和硬度有 所提高。 C）目的： 细化组织，适当提高硬 A Ac 度和强度。用于普通结构件作为最 m A3 终热处理；亚共析钢正火后细化晶 A1 粒，消除组织缺陷，获得合适的硬 度，改善切削加工性；过共析钢正 火的目的是抑制或消除网状渗碳体， 有利于球化退火的进行。 D）适用范围： 所有碳钢
M+T
50%M+50%T
A1
M T S
d
Ms
V表 V临
V心
2）淬透性的影响因素
C曲线右移，淬透性提高：化学成分（碳含量及合金 元素）、奥氏体化温度、 第二相等
3）淬透性的测定方法——末端淬火法（P82）
4）如何在选材中考虑钢的淬透性
a)机械制造中许多大截面零件和动载荷下工作的重要零件，以及 承受拉力和压力的许多重要零件，如螺栓、拉杆、锻模、锤杆 等要求表面和心部力学性能一致，此时应当选用淬透性高的钢， 保证工件全部淬透。 b)某些工件心部力学性能对零件使用寿命无明显影响时，例如承 受弯曲和扭曲的轴类零件，则可选用淬透性较低的钢，获得一 定的淬硬层，一般为工件半径或厚度的1/2~1/4。 c)有些工件则不宜选用淬透性高的钢，例如焊接工件、齿轮等。
马氏体的组织形态
（1）板条状马氏体：在低、 中碳钢及不锈钢中形成的一 种马氏体。由许多马氏体板 条集合而成。马氏体板条的 立体形态可以是扁条状，也 可以是薄板状。内部存在大 量位错—位错马氏体
（2）片状马氏体：常在中、 高碳钢析出。立体外形呈双 凸透镜状，与试样磨面相截 则呈针状或竹叶状，所以又 称针状马氏体。亚结构主要 为孪晶—孪晶马氏体。
金属工艺学电子教学教案——第四章 钢的热处理02(高教版 王英杰主编)
第四节淬火教学重点与难点1．重点淬火、回火2．难点淬透性和淬硬性教学方法与手段1．利用挂图等教具。
2．举生活中应用淬火与回火的现象，分析原理与应用，触类旁通。
教学组织1.复习提问10分钟2.讲解75分钟3.小结5分钟教学内容♦钢的淬火是指工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或(和)贝氏体组织的热处理工艺。
♦临界冷却速度是指获得马氏体的最低冷却速度。
♦马氏体是碳或合金元素在α-Fe中的过饱和固溶体，是单相亚稳组织，硬度较高，用符号M表示。
马氏体的硬度主要取决于马氏体中碳的质量分数。
马氏体中由于溶入过多的碳原子，从而使α-Fe晶格发生畸变，增加其塑性变形抗力，故马氏体中碳的质量分数越高，其硬度也越高。
一、淬火(一)淬火的目的淬火的目的主要是使钢件得到马氏体(和贝氏体)组织，提高钢的硬度和强度，与适当的回火工艺相配合，更好地发挥钢材的性能潜力。
(二)淬火工艺1．淬火加热温度的确定亚共析钢淬火加热温度为Ac以上30℃～50℃。
3以上30℃～50℃。
共析钢和过共析钢淬火加热温度为Ac12．淬火介质常用的淬火冷却介质有油、水、盐水、硝盐浴和空气等。
3．淬火方法(1)单液淬火。
♦将已奥氏体化的钢件在一种淬火介质中冷却的方法。
例如，低碳钢和中碳钢在水中淬火，合金钢在油中淬火等。
单液淬火方法主要应用于形状简单的钢件。
(2)双液淬火。
♦将工件加热奥氏体化后先浸入冷却能力强的介质中，在组织即将发生马氏体转变时立即转入冷却能力弱的介质中冷却的方法，称为双液淬火。
例如，先在水中冷却后在油中冷却的双液淬火。
双液淬火主要适用于中等复杂形状的高碳钢工件和较大尺寸的合金钢工件。
(3)马氏体分级淬火♦工件加热奥氏体化浸入温度稍高于或稍低于Ms点的盐浴或碱浴中，保持适当时间，在工件整体达到冷却介质温度后取出空冷以获得马氏体组织的淬火方法，称为马氏体分级淬火。
马氏体分级淬火能够减小工件中的热应力，并缓和相变过程中产生的组织应力，减少淬火变形。
工程材料与热处理 第4章 金属的塑性变形与再结晶
一、滑移
滑移只能在切应力 作用下才会发生, 不同金属产生滑移 的最小切应力(称 滑移临界切应力) 大小不同。钨、钼、 铁的滑移临界切应 力比铜、铝的要大。
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一、滑移
由于位错每移出 晶体一次即造成 一个原子间距的 变形量, 因此晶 体发生的总变形 量一定是这个方 向上的原子间距 的整数倍。
滑移带
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二、位错滑移机制
通过位错的移动实现滑移时： 1、只有位错线附近的少数原子移动； 2、原子移动的距离小于一个原子间距； 所以通过位错实现滑移时，需要的力较小；
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二、位错滑移机制
金属的塑性变形是由滑移这种方式进行的， 而滑移又是通过位错的移动实现的。所以， 只要阻碍位错的移动就可以阻碍滑移的进 行，从而提高了塑性变形的抗力，使强度 提高。金属材料常用的五种强化手段（固 溶强化、加工硬化、晶粒细化、弥散强化、 淬火强化）都是通过这种机理实现的。
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链条板的轧制
材料为Q345（16Mn) 1200 钢 的自行车链条经 1000 过五次轧制，厚度由 3.5mm压缩到1.2mm， 800 总变形量为65%，硬 600 度从150HBS提高到 400 275HBS；抗拉强度从 200 510MPa提高到980MPa； 0 使承载能力提高了将近 一倍。
滑移方向对滑移所起的作用比滑移面大， 所以面心立方晶格金属比体心立方晶格金 属的塑性更好。 金、银、铜、铝等金属的塑性高于铁、铬 等金属；而铁的塑性又高于锌、镁等金 属。
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二、位错滑移机制
滑移非刚性滑动，而是由位错的移动实现 的（1934年提出 ）。
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二、位错滑移机制
滑移是晶体内部位错在切应力作用下运动的结果。滑移 并非是晶体两部分沿滑移面作整体的相对滑动, 而是通 过位错的运动来实现的。 在切应力作用下,一个多余半 原子面从晶体一侧到另一侧运动, 即位错自左向右移动 时, 晶体产生滑移。
金属材料热处理
钢经不同热处理工艺后的组织与钢的平衡组织有很大的差别。在许多热处理钢 件中都加热到奥氏体状态，然后以各种不同的冷却速度或冷却方式冷却到室温， 使钢获得不同组织，达到不同性能。 钢经过热处理后显微组织有：F铁素体，P珠光体，M马氏体，B贝氏体，S索氏 体，T屈氏体，MC碳化物，和残余奥氏体A。 1、钢的退火组织 对亚共析钢来说要经过完全退火、退火组织为铁素体+珠光体，此组织接近于 平衡状态的组织，其中白色为铁素体，黑色或层状为珠光体。 对过共析钢来说，经不完全退火，如T12钢加热到780℃随炉冷却，其组织为珠 光体+二次渗碳体，此组织也接近于平衡状态组织，其中二次渗碳体呈白网状， 沿晶界分布，珠光体呈层状。但过共析钢由于含碳量较高，淬火之前必须要经 过球化退化工艺。球化退火的目的是将层状的渗碳体在加热时破裂和聚集长大 过程，使渗碳体从粒状或球状弥散分布在铁素体基体上，粒状珠光体的大小取 决于球化退火工艺和冷却速度。它是为淬火准备的。
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金属材料热处理
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2、钢的淬火组织
（1）马氏体组织：当钢在高温奥氏体快速冷却到Ms以下，获得马氏体组织钢
中马氏体组织形态，主要有两种：一种是板条状马氏体，另一种是片状马氏体。