晶粒度级别和晶粒大小的关系
奥氏体珠光体铁素体贝氏体马氏体
结构奥氏体的面心立方点阵具有多个滑移系，使其容易塑性变形，牛产中利用上述性质进行钢的热变形。
又因面心立方点阵是一种最密排的点阵结构，致密度高，所以奥氏体的比热容最小，奥氏体在与其他组织发生相互转变时，会产生体积变化，引起残余内应力和一系列的相变。
密排六方、面心立方致密度0.74，体心致密度0.68，性能奥氏体的面心立方结构使其具有良好的塑性、低的屈服强度和硬度。
奥氏体中铁原子激活能大，扩散系数小，因此奥氏体钢的热强性好。
线膨胀系数大导热性能差奥氏体晶粒度实际生产中习惯用晶粒度来表示奥氏体晶粒大小。
奥氏体晶粒通常分为8级标准评定，1级最粗，8级最纫，超过8级以上者称为超细晶粒。
晶粒度级别N与晶粒大小的关系为：式中，n为放大100倍的视野中每平方英寸(6．45cm2)所含的平均奥氏体晶粒数目。
奥氏体晶粒越细小爪就越大，N也就越大。
1.起始晶粒度：起始晶粒度是指在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的品粒大小，取决于奥氏体的形核率N和长大速度G。
2.实际晶粒度:实际生产中，各式各样热处理工艺处理后得到的奥氏体晶粒大小。
3.本质晶粒度：钢在规定加热条件下奥氏体晶粒长大的倾向性。
1-4级为本质细晶粒，5-8为本质粗晶粒。
种类颗粒状奥氏体：奥氏体的组织形态与原始组织、加热速度、加热转变的程度有关，一般由多边形等轴晶粒组成，这种形态也称为颗粒状，在晶粒内部经常可以看到相变孪品。
针状奥氏体:非平衡态时低碳钢以适当的速度加热到(a十r)两相区可得到针状奥氏体。
一般热处理手册上列出的实际临界点数据，多是在30-50度/小时的加热或冷却速度下测定的。
奥氏体等温形成动力学曲线时间-温度-奥氏体化图，简称TTA图奥氏体等温形成动力学油线指在一定温度下，奥氏体形成量与等温时间的关系曲线，常用金相法进行测定。
将一纽厚度为1—2MM的薄片共析碳钢试样，在盐浴中迅速加热至AC1点以上某一指定温度，保温不同时间后在盐水中急冷至室温，然后制取金相试样进行观察。
奥氏体晶粒(austenite grain)
奥氏体晶粒(austenite grain)钢在奥氏体化时所得到的晶粒。
此时的晶粒尺寸称为奥氏体晶粒度。
分类奥氏体晶粒有起始晶粒、实际晶粒和本质晶粒3种不同的概念。
(1)起始晶粒。
指加热时奥氏体转变过程刚刚结束时的晶粒，此时的晶粒尺寸称为奥氏体起始晶粒度。
(2)实际晶粒。
指在热处理时某一具体加热条件下最终所得的奥氏体晶粒，其尺寸大小即为奥氏体实际晶粒度。
(3)本质晶粒。
指各种钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向，晶粒容易长大的称本质粗晶粒，晶粒不易长大的称本质细晶粒。
通常在实际金属热处理条件下所得到的奥氏体晶粒大小，即为该条件下的实际晶粒度，而一系列实际晶粒度的测得即表示出该钢材的本质晶粒度。
据中国原冶金工业部标准YB27-77规定，测定奥氏体本质晶粒度是将钢加热到930℃，保温3～8h后进行。
因此温度略高于一般热处理加热温度，而相当于钢的渗碳温度，经此正常处理后，奥氏体晶粒不过分长大者，即称此钢为本质细晶粒钢。
显示方法绝大部分钢的奥氏体只是在高温下才是稳定的。
因此欲测定奥氏体晶粒就得设法将高温状态奥氏体轮廓的痕迹在室温下显示出来，常用的显示奥氏体晶粒的方法可归纳为渗入外来元素法、化学试剂腐蚀法和控制冷却速度法3种。
(1)渗入外来元素法。
如渗碳法和氧化法，是利用奥氏体晶界优先形成渗碳体和氧化亚铁等组成物，形成网络显示出奥氏体轮廓。
渗碳法一般适用于不高于0.3％C的渗碳钢和含不高于0.6％C而含碳化物元素较多的其他类型钢。
氧化法却适用于任何结构钢和工具钢。
(2)化学试剂腐蚀法。
钢材经不同温度的淬火一回火处理后，磨光并用饱和苦味酸水溶液和新洁尔灭几滴浸蚀能抑制马氏体组织，促使奥氏体晶界的显示。
或者直接用盐酸1～5mL、苦味酸(饱和的)和乙醇浸蚀，使马氏体直接显示出来，利用马氏体深浅不同和颜色的差异而显示出奥氏体的晶粒大小，此法适用于合金化程度高的能直接淬硬的钢。
(3)控制冷却速度法。
低碳钢、亚共析钢、共析钢、过共析钢可控制冷却速度使钢的奥氏体周围先共析析出网状铁素体、网状渗碳体，或使屈氏体沿晶界少量析出以显示出奥氏体晶粒。
耐热不锈钢晶粒度的级别要求
耐热不锈钢晶粒度的级别要求耐热不锈钢是一种具有良好耐高温性能的不锈钢材料，广泛应用于航空航天、化工、石油、核能等领域。
为了确保耐热不锈钢的性能和质量，对其晶粒度有一定的要求。
晶粒度是指晶体中晶粒的大小和分布情况。
晶粒度对材料的性能和加工工艺有重要影响。
对于耐热不锈钢来说，晶粒度的级别要求主要包括粗晶、中晶和细晶三个级别。
首先是粗晶级别要求。
粗晶是指晶粒尺寸较大的情况。
在耐热不锈钢的制造过程中，如果晶粒尺寸过大，会影响材料的塑性和韧性，使其易于产生裂纹和变形。
因此，对于一些对材料性能要求不高的领域，如一些一般的机械结构，晶粒度的级别要求可以较低，即允许存在一定程度的粗晶。
其次是中晶级别要求。
中晶是指晶粒尺寸适中的情况。
在耐热不锈钢的制造过程中，中晶级别的要求适用于一些对材料性能要求较高的领域，如高温下工作的石油化工设备。
中晶级别的要求可以保证材料具有较好的塑性和韧性，能够承受较大的应力和温度变化。
最后是细晶级别要求。
细晶是指晶粒尺寸非常小的情况。
在耐热不锈钢的制造过程中，细晶级别的要求适用于一些对材料性能要求非常高的领域，如航空航天领域的发动机部件。
细晶级别的要求可以提高材料的强度和韧性，增强其抗拉伸、抗压缩和抗疲劳性能。
为了满足不同领域对耐热不锈钢晶粒度的级别要求，制造商通常会采取一些措施。
首先，通过合理的材料选择和熔炼工艺，控制晶粒尺寸的形成。
其次，通过热处理工艺，如退火、固溶处理和析出硬化等，对晶粒进行再细化。
此外，还可以通过添加微量元素和合金元素的方法，调节晶粒的生长速率和晶界迁移速率，从而控制晶粒尺寸。
耐热不锈钢晶粒度的级别要求对于材料的性能和质量至关重要。
粗晶、中晶和细晶三个级别的要求，可以满足不同领域对耐热不锈钢的需求。
制造商通过合理的材料选择、熔炼工艺、热处理工艺和合金设计等手段，来控制耐热不锈钢的晶粒度，以确保其具有良好的塑性、韧性和耐高温性能。
这将为各个领域的工程应用提供可靠的材料基础，为社会和经济的发展做出贡献。
原理第4、5章 钢中奥氏体的形成
度平衡→破坏→再平衡。奥氏体晶核向F和Fe3C两侧的推移速度是不同的。
第二章
钢中奥氏体的形成
(a)T1温度下各相中的碳的浓度图 推移示意图
(b)相界面 2.6 共析钢奥氏体晶核长大示意图
第二章
钢中奥氏体的形成
由于新相奥氏体两个相界面（/和/Fe3C）的碳浓度不等（C/cem ＞C / ）： C/cem －C / （浓度差）；在铁素体中也存在着碳浓度差（C /cem － C / ），也会引起碳从 / Fe 3C 相界面处向/相界面处扩散，扩散使奥氏体中 碳的浓度梯度趋于减小。 为了维持原来相界面处的局部碳浓度平衡，在/Fe3C相界面处的渗碳体必须 溶入奥氏体以供应碳量，使其碳浓度恢复至 C/cem ；与此同时，在 / 相界面处 的铁素体必须转变为奥氏体，使其碳浓度降至C / ，这样，奥氏体的两个相界面
c（如 ACl、AC3、Accm ）；
实际冷却时的相变临界点标以字母 r（如 Arl，Ar3，Arcm ）。
第二章
钢中奥氏体的形成
2）奥氏体的组织和结构
定义：C溶于γ –Fe形成的间隙式固溶体。 奥氏体的组织通常是由等轴状的多边形晶粒所组成，晶内常可出现相变孪晶。
图2.2 奥氏体不锈钢
图2.3 相变孪晶
第二章
钢中奥氏体的形成
2）连续加热时奥氏体的形成
钢在连续加热时珠光体向奥氏体的转变与等温加热转变大致相同，亦经过形核、 长大、剩 余碳化物溶解、奥氏体均匀化四个阶段，其影响因素也大致相同。但由于奥氏体的形成是在连 续加热条件下进行的，所以与等温转变相比，尚有如下特点： （1）在一定的加热速度范围内， 临界点随加热速度增大而升高； （2）相变是在一个温度范围内完成的；
第二章
晶粒度评级
材料实验中心
钢的晶粒度测定(参考YB27钢的晶粒度测定(参考YB27-77)
粒度号 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 计算的晶粒平均直径 (mm) 1.000 0.713 0.500 0.353 0.250 0.177 0.125 0.088 0.062 0.044 0.030 0.022 0.0156 0.0110 0.0078 0.0055 弦的平均长度 (mm) 0.875 0.650 0.444 0.313 0.222 0.157 0.111 0.0783 0.0553 0.0391 0.0267 0.0196 0.0138 0.0098 0.0068 0.0048 一个晶粒的平均面积 (mm2) 1 0.5 0.25 0.125 0.0625 0.0312 0.0156 0.00781 0.00390 0.00195 0.00098 0.00049 0.00024 0.000122 0.000061 0.000131 在1mm3内晶粒的 平均数量 1 2.8 8 22.6 64 181 512 1448 4096 11585 32381 92682 262144 741458 2107263 6010518
直测计算法
(1) 利用物镜测微尺寸出目镜测微尺(或毛玻璃投影屏上的 刻尺)每一刻度的实际值。 选定物镜，并选用带有目镜测微尺的目镜。将物镜测微尺 置于样品台上，调焦、调节样品台，使物镜测微尺的刻度与目 镜测微尺(或投影屏上的刻度尺)良好吻合 。
图1 目镜和物镜测微尺的校正
金相显微分析技术
图２ 目镜测微尺的测量显示图
金相显微分析技术
材料实验中心
钢的晶粒度测定(参考YB27钢的晶粒度测定(参考YB27-77)
热处理组织转变
奥氏体的线生长速度为相界面的推移速度，
式中，“-”表示向减小浓度梯度的下坡扩散；k—常数； —C在奥氏体中的扩散系数； —相界面处奥氏体中C的浓度梯度； —相界面浓度差。
等温转变时： 、 (由相图决定 )均为常数， 为珠光体片间距，平衡冷却时，平均片间距与每一片间距相同。
则： 。(1)由于忽略碳在铁素体的扩散，此计算值与实际速度偏小；(2)对粒状珠光体亦适用。
2.奥氏体晶格改组：(1)一般认为，平衡加热过热度很小时，通过Fe原子自扩散完成晶格改组。(2)也有人认为，当过热度很大时，晶格改组通过Fe原子切变完成。
3.奥氏体晶核的长大速度：奥氏体晶核向F和Fe3C两侧的推移速度是不同的。根据公式：
式中，K—常数； —C在奥氏体中的扩散系数； —相界面处奥氏体中C的浓度梯度； —相界面浓度差；“-”表示下坡(高浓度向低浓度处)扩散。向F一侧的推移速度与向Fe3C一侧的推移速度之比：
二、奥氏体的形核
以共析钢为例，讨论钢中奥氏体形成。
奥氏体晶核主要在F和Fe3C的相界面
形核，其次在珠光体团界、F亚结构(嵌镶块)
界面形核。这样能满足：(1)能量起伏；(2)结构起伏；(3)成分起伏三个条件。
三、奥氏体的长大
α+ Fe3Cγ
晶体结构：体心立方复杂斜方面心立方
含碳量：0.0218% 6.67% 0.77%
讨论：(1)温度T升高， 呈指数增加，长大速度G增加，(2)温度T升高，C1-C2增加， 增加，速度G增加；(3)温度T升高， =C2-C4下降，长大速度G增加。
综上：温度T升高，长大速度及形核率均整大。
三、等温形成动力学曲线
转变量与转变时间的关系曲线—等温动力学曲线，信息少。
晶粒度评级标准
晶粒度评级标准晶粒度是指金属材料中晶粒的尺寸和形状。
晶粒度的大小和分布对材料的性能有着重要的影响。
在工程材料的生产和应用中，对晶粒度的评级标准具有重要意义。
本文将介绍晶粒度评级标准的相关内容，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
1. 晶粒度的评价方法。
晶粒度的评价方法主要有金相显微镜观察法、X射线衍射法、电子后向散射法等。
金相显微镜观察法是最常用的方法之一，它通过对金属试样进行金相显微镜观察，根据晶界的数量和形状来评定晶粒度。
X射线衍射法则是通过测定晶体的晶格常数来间接评定晶粒度。
电子后向散射法则是通过测定晶体中原子的位置和排列来评定晶粒度。
2. 晶粒度的评级标准。
晶粒度的评级标准通常包括了晶粒尺寸的范围和分布情况。
一般来说，晶粒度可以分为粗晶粒、中等晶粒和细晶粒三个等级。
粗晶粒是指晶粒尺寸较大的情况，一般对材料的强度和塑性有着不利影响。
中等晶粒是指晶粒尺寸适中的情况，这种情况下材料的性能一般处于平衡状态。
细晶粒是指晶粒尺寸较小的情况，这种情况下材料的强度和塑性往往会有所提高。
3. 影响晶粒度的因素。
晶粒度的大小和分布受到多种因素的影响，主要包括了材料的成分、热处理工艺、应力状态等。
材料的成分对晶粒度有着直接的影响，一般来说，含有大量合金元素的材料晶粒度较细。
热处理工艺也是影响晶粒度的重要因素，适当的热处理工艺可以使晶粒细化。
此外，材料在不同的应力状态下，其晶粒度也会有所变化。
4. 晶粒度评级标准的应用。
晶粒度评级标准在金属材料的生产和应用中具有重要的意义。
通过对材料晶粒度的评定，可以有效地指导材料的生产和加工工艺。
对于一些特定的工程材料，晶粒度的大小和分布也对其性能有着直接的影响。
因此，合理地制定晶粒度评级标准对于提高材料的性能和使用寿命具有重要意义。
5. 结语。
晶粒度评级标准是金属材料领域的重要内容，对于材料的生产和应用具有重要的指导意义。
通过对晶粒度的评定，可以有效地指导材料的生产和加工工艺，提高材料的性能和使用寿命。
热处理复习题
热处理复习题热处理复习思考题名词解释：奥⽒体转变, 钢件加热到临界点以上，是指转变成奥⽒体的变化。
晶粒度，是表⽰晶粒⼤⼩的⼀种尺度。
晶粒度级别的评定标准晶粒度的级别N与晶粒⼤⼩之间的关系为：n=2N-1珠光体转变，过冷奥⽒体在临界温度A1以下⽐较⾼的温度范围内进⾏的转变，共析碳钢约在A1~500℃温度之间发⽣，⼜称⾼温转变。
贝⽒体转变，在珠光体转变区与马⽒体转变区之间的较宽温度区间内，过冷奥体的转变。
（中温转变）马⽒体转变，晶体通过切变（原⼦沿相界⾯作协作运动）进⾏的⾮扩散性相变。
热稳定化，淬⽕冷却时，因缓慢冷却或在冷却过程中等温停留⽽引起Ａ稳定性提⾼，⽽使Ｍ转变迟滞的现象称为奥⽒体的热稳定化退⽕，将组织偏离平衡状态的⾦属或合⾦加热—保温—缓慢冷却（炉冷或砂埋），达到接近平衡状态组织热处理⼯艺。
完全退⽕，【亚共析钢】将铁基合⾦完全A化，缓冷，获得接近平衡态组织（F+P）。
球化退⽕，【⾼碳钢，共析及过共析钢】使钢中的碳化物球状化的退⽕⼯艺球P：弥散分布于F基本上的球状碳化物组织。
正⽕，将钢材或钢件加热到Ac3（Accm）＋30~50℃，保温适当时间，空冷，获得含有P的均匀组织。
淬⽕，将钢加热A化后，以⼤于临界冷速冷却获得M的热处理⼯艺回⽕，将淬⽕后的钢在A1以下温度加热，使其转变成为稳定的回⽕组织，并以适当⽅式冷却的⼯艺过程。
淬透性，指钢在淬⽕时能够获得M的能⼒，它是钢材本⾝的⼀种属性。
它主要与钢的过冷A的稳定性与临界淬⽕冷却速度有关。
淬⽕应⼒，⼯件在淬⽕过程中会产⽣内应⼒，根据内应⼒产⽣原因的不同，淬⽕应⼒分为热应⼒和组织应⼒（或相变应⼒）两种。
热应⼒，由于淬⽕是⼯件冷却不均匀导致的内应⼒组织应⼒，淬⽕时导致的相变的差异或相变的不同时性所造成的内应⼒。
调质处理，结构钢淬⽕+⾼温回⽕，以获得综合机械性能为⽬的，称为调质处理回⽕脆性，随回⽕温度的升⾼，冲击韧性反⽽下降的现象。
第⼀类回⽕脆性200~350℃之间，也称为低温回⽕脆性第⼆类回⽕脆性450~650℃之间，也称为⾼温回⽕脆性。