钢的相变温度

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钢的五种热处理工艺

钢的五种热处理工艺热处理工艺——表面淬火、退火、正火、回火、调质工艺：1、把金属材料加热到相变温度（700度）以下，保温一段时间后再在空气中冷却叫回火。

2、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在炉中缓慢冷却叫退火。

3、把金属材料加热到相变温度（800度）以上，保温一段时间后再在特定介质中（水或油）快速冷却叫淬火。

◆表面淬火•钢的表面淬火有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。

在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。

由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。

根据供热方式不同，表面淬火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等。

感应表面淬火后的性能:1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高2～3单位（HRC）。

2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。

这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。

3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。

对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。

一般硬化层深δ＝（10～20）％D。

较为合适，其中D。

为工件的有效直径。

◆退火工艺退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。

退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。

总之退火组织是接近平衡状态的组织。

•退火的目的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，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。

轴承用8Cr4M04V钢稳定热处理期间相转变分析

收稿日期：2021-03-16基金项目：辽宁省教育厅项目（LJKM20220770）资助作者简介：夏云志（1985），男，工程师。

引用格式：夏云志，于兴福，杨文武，等.轴承用8Cr4Mo4V 钢稳定热处理期间相转变分析[J].航空发动机，2023，49（3）：170-174.XIA Yunzhi ，YU Xingfu ，YANG Wenwu ，et al.Phase transformation analysis of 8Cr4Mo4V steel for bearing during stable heat treatment[J].Aeroengine ，2023，49（3）：170-174.轴承用8Cr4Mo4V 钢稳定热处理期间相转变分析夏云志1，于兴福2，杨文武1，刘璐1，魏英华2，苏勇3（1.中国航发哈尔滨轴承有限公司，哈尔滨150500；2．沈阳工业大学机械工程学院，沈阳110870；3.沈阳化工大学机械与动力工程学院，沈阳110142）摘要：为了研究稳定热处理期间8Cr4Mo4V 钢的组织转变及尺寸变化规律，采用热膨胀仪和差热分析仪测定经淬火和回火处理后的8Cr4Mo4V 钢升温期间相变引起的尺寸及热流变化特征，分析了稳定热处理期间钢的相变特征，并采用扫描电镜观察了稳定处理后的微观组织。

结果表明：在8Cr4Mo4V 钢淬火后的回火升温期间，马氏体回火相变温度为132~243℃，残余奥氏体转变温度为215~303℃，马氏体分解为铁素体+碳化物的温度为278~420℃。

随着稳定处理次数的增加，8Cr4Mo4V 钢中的马氏体发生回火转变的温度及马氏体分解为铁素体+碳化物的温度逐渐升高，钢中亚稳相的稳定性增加。

当进行3次稳定处理后，未检测到钢中发生马氏体回火相变，而马氏体分解为铁素体+碳化物的相变仍然存在。

微观组织观察表明，随着稳定次数的增加，钢中析出的碳化物数量增多。

关键词：航空轴承钢；8Cr4Mo4V ；尺寸稳定性；差热分析；热膨胀；航空发动机中图分类号：V252.1文献标识码：Adoi ：10.13477/ki.aeroengine.2023.03.022Phase Transformation Analysis of 8Cr4Mo4V Steel for Bearing During Stable Heat TreatmentXIA Yun-zhi 1，YU Xing-fu 2，YANG Wen-wu 1，LIU Lu 1，WEI Ying-hua 2，SU Yong 3（1.AECC Harbin Bearing Co ．，Ltd ．，Harbin 150500，China ；2.School of Mechanical Engineering ，Shenyang University of Technology ，Shenyang 110870，China ；3.School of Mechanical and Power Engineering ，Shenyang University of Chemical Technology ，Shenyang 110142，China ）Abstract ：In order to study the microstructure transformation and dimensional change characteristics of 8Cr4Mo4V steel during stabili⁃zation heat treatment ，the characteristics of dimension and heat flux changes caused by phase transformation during heating of 8Cr4Mo4V steel after quenching and tempering were measured by thermal dilatometer and differential thermal analyzer.The phase transformation char⁃acteristics of the steel during stabilization heat treatment were analyzed.The microstructure of the steel was observed by SEM.The results show that after quenching of 8Cr4Mo4V steel ，during the temperature rise period of tempering ，the tempering transformation temperature of martensite is 132-243℃，the transformation temperature of retained austenite is 215-303℃，and the decomposition temperature ofmartensite into ferrite and carbide is 278-420℃.As the number of stabilization treatments increases ，the tempering transformation temper⁃ature of martensite and the decomposition temperature of martensite into ferrite and carbide gradually increase ，and the stability of metasta⁃ble phase increases.After three stabilization treatments ，no tempering transformation of martensite was detected ，while the transformation of martensite into ferrite and carbide still existed.The microstructure observation shows that the amount of carbide precipitate increases with the increase of stabilization treatment numbers.Key words ：aviation bearing steel ；8Cr4Mo4V ；dimensional stability ；differential thermal analysis ；thermal expansion ；aeroengine航空发动机Aeroengine0引言8Cr4Mo4V 钢具有较高的疲劳强度和疲劳寿命，在高温条件下的硬度、强度和韧性等力学性能指标优异[1]，具有良好的综合力学性能[2-3]，可应用于工作温度为150~300℃的航空发动机、燃气轮机的主轴轴承制造。

q345r材料过热的金相组织

q345r材料过热的金相组织
Q345R是一种常见的压力容器用钢材，其巴氏体相的相变温度范围在600~720℃，过热条件下可能发生相变，导致金相组织发生改变。

在正常条件下，Q345R的金相组织主要包含渗碳颗粒（即马氏体）和贝氏体。

过热条件下，随着温度的升高，钢中的贝氏体相可能会发生逐渐溶解，然后转化为奥氏体相。

当钢材温度快速降低时，奥氏体会随之转变回贝氏体。

这种相变过程可能导致金相组织中的颗粒尺寸变大，甚至出现断裂等不良影响。

因此，过热的Q345R材料的金相组织可能会出现奥氏体相的增多和贝氏体相的减少，同时伴随着颗粒尺寸的增大。

这种变化可能会影响材料的力学性能和耐腐蚀性能。

为了避免过热对金相组织的不良影响，对Q345R材料加工和使用过程中需要严格控制温度，并进行适当的冷却处理，以确保金相组织的稳定性和材料的性能。

钢在实际加热条件下的临界点为

钢在实际加热条件下的临界点为钢在实际加热条件下的临界点，是指钢材在加热过程中会发生物
理或化学变化的温度点。

一旦达到临界点，钢材的结构、硬度、塑性
和抗拉强度等性质会发生明显的变化。

钢材的临界点取决于所选的钢种、加工工艺和应用环境等因素。

临界点温度一般是指钢材开始进行淬火变质的温度。

在这个温度范围内，钢的晶格结构开始产生相变，从而导致钢材的硬度和强度逐渐增加，但塑性会受到影响。

对于不同的钢材，其临界点温度也有所不同。

例如，碳素钢的临
界点通常在700℃到800℃之间。

当钢在加热处理过程中超过其临界点
温度，就需要进行淬火处理，以达到所要求的硬度和强度。

同时，还
需要对钢材进行回火处理，以恢复其塑性。

此外，钢材在加热过程中的临界点还受到其他因素的影响，如加
热速率、冷却速率、加热时间和温度控制等。

因此，在进行钢材的加
工和处理时，需要仔细控制加热过程，以避免超过钢材的临界点温度，从而保证钢材的质量和性能。

总之，了解钢材的临界点，有助于正确处理钢材，在保证其质量
和性能的同时，有效提高工作效率和生产效益。

一般热处理相变点

一般热处理相变点：
温度上升及下降时，某一相变化成另外一个相的现象称为相变，发生相变的温度称为相变点，钢铁的相变点用下述记号。

Accm点：过共析钢加热时，渗碳体溶解于奥氏体时的温度。

Ac1点：加热时，（铁素体+渗碳体）/珠光体开始转变成奥氏体的温度。

Ac3点：亚共析钢加热时，α铁转变成为γ铁，或铁素体转变成奥氏体时的温度。

Ac4点：加热时，γ铁转变成为δ铁，或奥氏体转变成为δ铁素体的温度。

Arcm点：过共析钢冷却时，渗碳体从奥氏体开始析出的温度。

Arˊ点：冷却时，由Ar1点过冷到某一程度的低温的奥氏体开始转变成铁素体或铁素体+渗碳体的温度。

Ar1点：冷却时，从奥氏体开始转变成铁素体+渗碳体的温度。

Ar3点：冷却时，由γ铁转变成为δ铁，或是奥氏体开始转变成铁素体的温度。

Ar4点：冷却时，由δ铁转变成为γ铁，或是δ铁素体转变成奥氏体温度。

Aecm点：Ae1点, Ae3点, Ae4点,平衡状态下的相应各转变温度。

Ms点：从奥氏体转变成马氏体的终了温度。

在Mf点并不能认为奥氏体完全消失。

用DSC方法测定钢的相变点研究

别为７２４℃ 、８５３℃ ，以该测量结果作为校验依据，对比分析后获得最佳的实验条件，从而规范ＤＳＣ测量钢相变温度的方法。
分析（ＤＳＣ）法等。磁性法测定的是磁性转变温度，而金相法实验量大且繁琐，应用受限。热膨胀法是试验简便，测量结果较为准确的方法，但要求试样的
ＣｈｅｎＹｕａｎｓｈｕＧｕｏＺｈｉｃｈｕｎ
（Ｓｃｉ — Ｔｅｃ＆ＱｕａｌｉｔｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｆｏｍｕｒｌａｔｉｎｇｒｏｌｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ
ｐｅｉｍｅｆｎｔｒｅｓｕｌｔｓ．Ａｎｄｔｈｅｔｈｅｍａｒｌｅｘｐａｎｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄａｓａｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｏｐｔｉｏｎｌａｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓＳＯａｓｔｏｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｔｈｅＤＳＣｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｓｔｅｅ１．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＳＣ；ｔｒａｎｓｆｏｍａｒｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｍａｒｔｉｏｎｐｏｉｎｔ；ｔｈｅｒｍａｌｄｉｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ

碳钢金相变温度

碳钢金相变温度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：碳钢金相变温度（Ac1、Ac3和Acm）是指碳钢在加热或冷却过程中发生相变的温度点。

对于碳钢材料的热处理和加工具有重要的意义，可以帮助工程师和科研人员更好地控制碳钢的性能和结构。

本文将重点介绍碳钢金相变温度的定义、影响因素以及测定方法等内容。

一、碳钢金相变温度的定义1、Ac1温度：又称为临界点温度，是指碳钢在升温过程中，由面心立方晶体结构转变为体心立方晶体结构的温度点。

Ac1温度通常是α-Fe向γ-Fe转变的临界温度，也是固溶处理和奥氏体化处理的重要温度点。

1、碳含量：碳钢的碳含量是影响Ac1、Ac3和Acm温度的主要因素。

碳含量越高，相变温度通常也越高，反之则通常较低。

碳含量对金相变温度的影响是非常显著的，因此在热处理和制造过程中需要对碳含量进行控制。

2、合金元素：除了碳之外，铬、镍、钼等合金元素也会对碳钢的金相变温度产生影响。

通常情况下，合金元素的加入会使金相变温度产生变化，但其影响程度取决于具体的合金元素及其含量。

3、加热速率：碳钢的金相变温度还受到加热速率的影响。

加热速率较快时，金相变温度通常会升高，而加热速率较慢时，则会降低。

在热处理过程中需要注意控制加热速率，以确保金相变温度的准确性。

4、晶粒大小：碳钢的晶粒大小也会对金相变温度产生影响。

通常情况下，晶粒较细的碳钢其金相变温度较高，晶粒较大的碳钢则较低。

通过合理的热处理工艺，可以控制碳钢的晶粒大小，从而调节金相变温度。

1、金相显微镜法：金相显微镜法是一种常用的方法，通过对样品进行金相显微观察，可以确定碳钢的金相变温度。

在显微镜下观察样品的组织结构变化，当发生相变时，可以清晰地看到晶粒的形态和结构变化。

2、热量法：热量法是一种基于热量变化的方法，通过测量碳钢在加热或冷却过程中释放或吸收的热量变化，可以确定金相变温度。

这种方法通常需要配合热量分析仪器进行实验测定，可以实现对金相变温度的准确测定。

钢在加热及冷却时的组织转变

2．奥氏体的形成
钢在加热时的组织转变，主要包括奥氏体的形成和晶粒长大两个过程。

物元素（如铌、钒、钛等），会形成难熔的碳化物和氮化物颗粒，弥散分布于奥氏体晶界上，阻碍奥氏体晶粒的长大。

因此，大多数合金钢、本质细晶粒钢加热时奥氏体的晶粒一般较细。

原始组织：钢的原始晶粒越细，热处理加热后的奥氏体的晶粒越细。

二、钢在冷却时的组织转变
冷却方式是决定热处理组织和性能的主要因素。

热处理冷却方式分为等温冷却和连续冷却。

等温转变产物及性能：用等温转变图可分析钢在A
线以下不同温度进行等温转变
1
所获的产物。

根据等温温度不同，其转变产物有珠光体型和贝氏体型两种。

～550℃ ，获片状珠光体型（F+P）组织。

[ 高温转变]：转变温度范围为A
1
依转变温度由高到低，转变产物分别为珠光体、索氏体、托氏体，片层间距由粗到细。

其力学性能与片层间距大小有关，片层间距越小，则塑性变形抗力越大，强度
炉冷V
：比较缓慢，相当于随炉冷却（退火的冷却方式），它分别与C曲线的
1
转变开始和转变终了线相交于1、2点，这两点位于C曲线上部珠光体转变区域，估计它的转变产物为珠光体，硬度170~220HBS。

空冷V
：相当于在空气中冷却（正火的冷却方式），它分别与C曲线的转变开
2
始线和转变终了线相交于3、4点，位于C曲线珠光体转变区域中下部分，故可判断。

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（1）Ac1 钢加热时，开始形成奥氏体的温度。

（2）Ac3 亚共析钢加热时，所有铁素体都转变为奥氏体的温度。

（3）Ac4 低碳亚共析钢加热时，奥氏体开始转变为δ相的温度。

（4）Accm 过共析钢加热时，所有渗碳体和碳化物完全溶入奥氏体的温度。

（5）Arl 钢高温奥氏体化后冷却时，奥氏体分解为铁素体和珠光体的温度。

（6）Ar3 亚共析钢高温奥氏体化后冷却时，铁素体开始析出的温度。

（7）Ar4 钢在高温形成的δ（铁素体区）相在冷却时，开始转变为奥氏体的温度。

（8）Arcm 过共析钢高温完全奥氏体化后冷却时，渗碳体或碳化物开始析出的温度。

（9）A1 也写做Ae1，是在平衡状态下，奥氏体、铁素体、渗碳体或碳化物共存的温度，也就是一般所说的下临界点。

（10）A3 也写做Ae3，是亚共析钢在平衡状态下，奥氏体和铁素体共存的最高温度，也就是说亚共析钢的上临界点。

（11）A4 也写做Ae4，是在平衡状态下，δ相和奥氏体共存的最低温度。

（12）Acm 也写做Aecm，是过共析钢在平衡状态下，奥氏体和渗碳体或碳化物共存的最高温度，也就是过共析钢的上临界点。

（13）Mb 马氏体爆发形成温度，以Mb表示（Mb≤ MS）。

当奥氏体过冷至MS 点以下时，瞬间爆发式形成大量马氏体，并伴有响声，同时释放相变潜热，使温度回升。

（14）Md 马氏体机械强化稳定化临界温度。

（15）MＦ马氏体相变强化临界温度。

（16）Mf 有的文献以Mf表示奥氏体转变为马氏体的终了温度。

（17）MG 奥氏体发生热稳定化的一个临界温度。

（18）MS 钢奥氏体化后冷却时，其中奥氏体开始转变为马氏体的温度，符号中的“S”是“始”字汉语拼音第一个字母，也就是俄文书籍中的MH和英文书籍中的MS。

（19）MＺ奥氏体转变为马氏体的终了温度，符号中的“Z”是“终”字的汉语拼音第一个字母，也就是俄文书籍中的MＫ和英文书籍中的Mf。

注：AC1、AC3、AC4和ACCｍ随加热速度而定，加热越快，其越高；Ar1、Ar3、A r4和Arcm则随冷却速度的加快而降低，当冷却速度超过一定值（临界冷却速度）时，它们将完全消失。

一般情况下，Ac1＞A1＞Ar1，Ac3＞A3＞Ar3，Ac4＞A4＞A r4，Accm＞Acm＞Arcm。