钢的热处理原理 (2)
钢的热处理(原理及四把火)
钢的热处理钢的热处理：是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。
热处理不仅可用于强化钢材，提高机械零件的使用性能，而且还可以用于改善钢材的工艺性能。
其共同点是：只改变内部组织结构，不改变表面形状与尺寸。
第一节钢的热处理原理热处理的目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺分类：（根据热处理的目的、要求和工艺方法的不同分类如下）1、整体热处理：包括退火、正火、淬火、回火和调质；2、表面热处理：包括表面淬火、物理和化学气相沉积等；3、化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
热处理的三阶段：加热、保温、冷却一、钢在加热时的转变加热的目的：使钢奥氏体化（一）奥氏体（ A）的形成奥氏体晶核的形成以共析钢为例A1点则W c ＝0.0218％（体心立方晶格F）W c ＝6.69％（复杂斜方渗碳体）当T 上升到A c1 后W c ＝0.77％（面心立方的A）由此可见转变过程中必须经过C和Fe原子的扩散，必须进行铁原子的晶格改组，即发生相变，A的形成过程。
在铁素体和渗碳体的相界面上形成。
有两个有利条件①此相界面上成分介于铁素体和渗碳体之间②原子排列不规则，空位和位错密度高。
1、奥氏体长大由于铁素体的晶格改组和渗碳体的不断溶解，A晶核一方面不断向铁素体和渗碳体方向长大，同时自身也不断形成长大。
2、残余 Fe 3 C的溶解 A长大同时由于有部分渗碳体没有完全溶解，还需一段时间才能全溶。
（F比Fe 3 C先消失）3、奥氏体成分的均匀化残余Fe 3 C全溶后，经一段时间保温，通过碳原子的扩散，使A成分逐步均匀化。
（二）奥氏体晶粒的长大奥氏体大小用奥氏体晶粒度来表示。
分为 00，0，1，2…10等十二个等级，其中常用的1~10级，4级以下为粗晶粒，5-8级为细晶粒，8级以上为超细晶粒。
工程材料及热加工—钢的热处理原理
一、概述 二、钢的热处理原理
一、概述
1、定义： 将钢在固态下通过不同的加热、保温、冷却来改变金属 整体或表层的组织，从而改善和提高其性能的一种热加工 工艺。 工艺曲线：
2、目的： • 充分发挥材料的性能潜力。 • 调整材料的工艺性能和使用性能。
3、分类： • 普通热处理：整体穿透加热 • 表面热处理：表层的成分、组织、性能 • 特殊热处理：形变热处理、真空热处理
⑶ 马氏体型转变 • 定义：是指钢从奥氏体状态快速冷却(即淬火)而发生的无扩散型相变， 转变产物称为马氏体，马氏体是碳溶于α-Fe中的过饱和间隙式固溶体， 记为M。 • 转变特点：⑴无扩散性： ⑵降温转变: 过冷奥氏体向马氏体转变的开始温度用Ms 表示。而马氏体转变的终了温度用Mf表示。马氏体转变量是在Ms~Mf 温度范围内，通过不断降温来增加的。由于多数钢的Mf在室温以下， 因此钢快冷到室温时仍有部分未转变的奥氏体存在，称之为残余奥氏 体，记为Ar。 • 组织形态：钢中马氏体的形态很多，其中板条马氏体和片状马氏体最 为常见。 ⑴板条马氏体: 低碳钢＜0.2﹪中的马氏体组织是由许多成群的、相互平 行排列的板条所组成，故称为板条马氏体。板条马氏体的亚结构主要 为高密度的位错，故又称为位错马氏体。
二、钢的热处理原理
1、钢的临界温度 铁碳合金相图中组织转变的临界温度A1、A3、Acm 是在极其缓慢的加热和冷却条件下测定的。而在热处理中， 加热和冷却并不是极其缓慢的，和相图的临界温度相比发 生一定的滞后现象，也就是通常所说的需要有一定的过热 和过冷，组织转变才能充分进行。与相图上A1、A3、Acm 相对应，通常把实际加热时的临界温度用Ac1、Ac3、 Accm 表示，把实际冷却时的临界温度用Ar1、Ar3、Arcm 表示。
钢的热处理原理
钢的热处理原理钢是一种重要的金属材料，广泛应用于工业生产和日常生活中。
钢的性能可以通过热处理来改善，热处理是利用加热和冷却的方式，改变钢的组织结构和性能。
热处理原理是钢材加热至一定温度，然后保温一段时间，最后进行冷却。
下面将详细介绍钢的热处理原理及其影响。
首先，钢的热处理原理包括加热、保温和冷却三个过程。
加热是将钢材加热至一定温度，通常高于其临界温度，使其组织发生相变。
保温是在一定温度下保持一段时间，使组织结构得以稳定。
冷却是以一定速度使钢材迅速冷却至室温，使其组织结构得以固定。
这三个过程相互联系，共同影响着钢材的性能。
其次，热处理原理对钢材的性能有着重要影响。
加热可以改变钢材的组织结构，使其晶粒长大，晶界清晰，提高了塑性和韧性。
保温可以使钢材内部的相变得以充分进行，进一步改善了钢材的组织结构。
冷却的速度和方式也会对钢材的性能产生影响，快速冷却可以得到马氏体组织，提高了钢的硬度。
另外，热处理原理还受到材料成分、加热温度、保温时间和冷却速度等因素的影响。
不同的钢材成分会影响相变温度和组织结构，加热温度和保温时间的选择也会直接影响到钢材的性能。
冷却速度的选择则会影响到钢材的硬度和韧性，不同的冷却方式也会得到不同的组织结构。
总之，钢的热处理原理是通过加热、保温和冷却三个过程，改变钢材的组织结构和性能。
热处理原理对钢材的性能有着重要影响，同时受到材料成分、加热温度、保温时间和冷却速度等因素的综合影响。
因此，在实际生产中，需要根据具体的要求和条件，合理选择热处理工艺参数，以达到最佳的效果。
通过对钢的热处理原理的了解，我们可以更好地掌握钢的性能调控方法，为工业生产提供更好的材料支持。
同时，也可以更好地利用钢材的性能，满足不同领域的需求。
希望本文能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。
钢的热处理原理及工艺
6.67 0.89 14.8 0.41 0.02
表明： 相界面向α一侧推移速度比向Fe3C一侧的推移速度快14.8倍。 通常情况下，片状珠光体的α片厚度比Fe3C片厚度大7倍。 所以奥氏体等温形成时，总是α先消失，剩余Fe3C。
3)残余Fe3C溶解
未溶解，这些Fe3C称为残余Fe3C。
也是一个点阵重构和碳的扩散过程。
（1）过冷奥氏体缓慢冷却，分解的过冷度很小，得到 近于平衡的珠光体组织。 （2）冷却速度较快时，可把过冷奥氏体过冷到较低温 度，碳原子尚可扩散，铁原子不能扩散，得到贝氏体组织。 （3）更快速的冷却，奥氏体迅速过冷到不能进行扩散 分解，得到马氏体组织。
Figure 8. TTT Diagram and microstructures obtained by different types of cooling rates
dC
A 长大
∆Cr↔k
dx
∆Cr↔α
2）奥氏体晶格改组
一般认为： ①平衡加热过热度很小时，通过Fe原子子扩散完成晶格改组。
②当加热过热度很大时，晶格改组通过Fe原子切变完成。
2）奥氏体晶核的长大速度
奥氏体晶核向铁素体和渗碳体两侧推移速度是不同的。
780℃时，
v v Fe 3C
C Fe 3C C
α→γ结束后，还有相当数量的Fe3C尚
残余Fe3C溶解
4）奥氏体均匀化
在原来Fe3C部位，C%较高，而原来α部位C% 较低，必须经过适当保温后，奥氏体中的C%才能均 匀。
A 均匀化
共析碳钢A形成过程示意图
1.奥氏体晶核的形成 2.奥氏体晶核的长大 3.残余渗碳体的溶解 4.奥氏体成分的均匀化
钢的热处理原理与方法论文
钢的热处理原理与方法论文摘要：热处理是指通过加热和冷却来改变金属材料的组织和性能。
钢的热处理是钢加工过程中重要的一步，可以显著改善钢材的强度、韧性和耐磨性等性能，提高其使用寿命和使用范围。
本文将介绍钢的热处理原理与方法，包括淬火、回火、正火等常用的热处理方法，以及热处理的影响因素和应用范围。
一、热处理原理钢的热处理是基于钢材的相变规律和组织变化规律来进行的。
钢材在加热过程中，会出现固溶、析出和相变等现象，从而改变钢材的组织和性能。
通过合理的加热和冷却过程，可以使钢材达到理想的组织状态，进而实现理想的力学性能。
钢材的相变规律是钢材热处理的基础。
一般来说，钢材的相变包括固溶相变和析出相变。
固溶相变是指固溶体中的一种化学成分在加热过程中溶解或析出的现象，如奥氏体相变和铁素体相变等。
析出相变是指固溶体中的化学成分在冷却过程中析出或析出的现象，如马氏体相变等。
钢材的组织变化规律是钢材热处理的另一个重要方面。
钢材的组织包括组织类型和组织形态两个方面。
组织类型是指钢材中各种物相的分布和比例，如奥氏体、铁素体、珠光体等；组织形态是指物相在钢材中的形状和大小，如粗大晶粒、细小晶粒等。
通过控制钢材的加热和冷却过程，可以控制钢材的组织类型和组织形态，从而实现理想的力学性能。
二、热处理方法1.淬火淬火是指将高温钢材迅速冷却到室温以下，使其产生马氏体相变。
马氏体具有高硬度和脆性的特点，可以显著提高钢材的硬度和强度，但降低了韧性。
因此，淬火一般需要进行回火处理来改善钢材的韧性。
2.回火回火是指将淬火后的钢材加热到较低温度并保温一段时间，然后冷却到室温。
回火可以消除淬火时产生的内应力和组织不均匀性，通过分解马氏体改善钢材的韧性，同时适当降低硬度和强度。
3.正火正火是指将低碳钢材加热到临界温度以上，保温一段时间，然后冷却至室温。
正火可以使铁素体相变为奥氏体，改善钢材的塑性和韧性，适用于需要保持一定塑性和耐久性的工件。
三、热处理的影响因素钢材的热处理效果和性能会受到多种因素的影响。
钢的热处理工艺及原理
钢的热处理工艺及原理引言钢是一种重要的金属材料，在工业、建筑、交通等领域中应用广泛。
然而，钢的性能和用途往往需要通过热处理来进行调整和优化。
钢的热处理是指通过控制钢材的加热、保温和冷却过程，使其在固态组织上发生相变或晶粒细化，从而改变钢的组织和性能。
本文将介绍钢的热处理工艺及原理。
钢的热处理工艺1. 加热钢材在进行热处理之前需要先进行加热。
加热的目的是使钢材达到适当的温度，以便进行后续处理。
加热温度通常根据钢材的成分和要求的性能来确定。
常用的加热方法包括火炉加热、电阻加热和电磁感应加热等。
在加热过程中，需要控制加热速率和均匀性，以避免钢材出现过热或局部过热现象。
2. 保温保温是指在加热完成后，将钢材保持在一定的温度下一段时间，使其内部结构逐渐均匀化。
保温时间的长短取决于钢材的尺寸和要求的性能。
保温时可以采用浸渍、覆盖或包覆等方式，以防止钢材的过热和氧化。
3. 冷却冷却是钢材热处理中的重要步骤，其目的是使钢材的组织在固态下发生相变或晶粒细化。
常用的冷却方法包括自然冷却、快速冷却（如水淬、油淬）和等温淬火等。
不同的冷却速率和方法可以得到不同的组织和性能。
钢的热处理原理钢的热处理原理主要涉及钢材的组织变化和相变规律。
下面介绍几种常见的热处理原理：1. 相变规律钢的相变规律是钢材在加热和冷却过程中发生的组织相变现象。
钢的相变分为凝固相变和回火相变两种。
凝固相变是指钢材从液相转变为固相的过程，常见的有固溶态转变和渗碳体转变等。
回火相变是指钢材在加热过程中的变硬、减脆和改变组织的现象，常见的有马氏体回火、余热回火和时效等。
2. 组织变化钢材在热处理过程中会发生组织的变化，主要包括相的改变、晶粒的细化和析出物的形成等。
不同的组织结构具有不同的性能，通过控制钢材的热处理工艺可以改变钢材的组织，从而调整和优化钢的性能。
3. 调质和强化钢的热处理不仅可以改变钢材的组织，还可以调整钢的性能。
通过热处理，可以使钢材的硬度、强度、韧性和耐磨性等性能得到提高。
钢的热处理原理
F
A
(2) 奥氏体晶核长大
Fe3C
奥氏体晶核形成后即开始长大， A晶核
奥氏体和铁素体中碳的扩散是 奥氏体吞噬渗碳体和铁素体而 长大的驱动力……
10
奥氏体长大机制
由于在铁素体内， 铁素体与渗碳体和 铁素体与奥氏体接 触的两个界面之间 也存在着碳浓度差 Cα-C—Cα-γ ，因此碳 在在铁素体中也进 行着扩散， 扩散破坏了该温度下相界面的平衡浓度，为了恢复平衡， 渗碳体势必 由于 Cγ-C > Cγ-α，在奥氏 体中出现碳的浓度梯度，并引 C ，与此同时，另一个界 溶入奥氏体，使它们相邻界面的碳浓度恢复到 γ-C 起碳在奥氏体中不断地由高浓 面上，发生奥氏体碳原子向铁素体的扩散，促使 铁素体转变为奥氏体， 度向低浓度的扩散。 使它们之间界面的碳浓度恢复到Cγ-α。这样，奥氏体的两个界面就向铁素体 和渗碳体两个方向推移，奥氏体便长大。 始 形成，这段时 间称为孕育 期。温度 ↑ 孕育期 →
亚共析钢或过共析钢奥氏体等温形成图
当珠光体全部转变为奥氏体后，还有过剩相铁素体或渗碳体的继续转 变，也需要碳原子在奥氏体中的扩散及奥氏体与过剩相之间相界面的推移 来进行。与共析钢相比，过共析钢的渗碳体溶解和奥氏体的均匀化所需时 间要长得多。
氏体的自由能相等。只有当温度高
当温度等于A1时，珠光体与奥
于A1时，珠光体向奥氏体转变的驱
珠光体和奥氏体的自由能 随温度变化的曲线
动力才能克服界面能和应变能的相变 阻力，使奥氏体的自由能低于珠光体 的自由能，奥氏体才能自发形核。
8
1. 奥氏体的形成过程
共析钢为例
Fe3C 6.69％C 复杂晶格
4.1钢的热处理原理
用以表明奥氏体晶粒长大倾向的晶粒度称为本质晶粒度。 通常采用标准试验方法，即将钢加热到930±10℃，保温3～8h后 测定奥氏体晶粒大小，如晶粒大小级别在1～4级，称为本质粗晶粒 钢；如晶粒大小在5～8级，则称为本质细晶粒钢。
晶粒度的测定方法：930±10℃保温3~8小时(100×)
作碳钢的淬火。
②油 在300℃~200℃间冷却速度比水 小，
用于合金钢的淬火。
2.淬火方法 （1）单液淬火 ——形状简单的碳钢件 在水中淬火，合金钢和 小尺寸碳钢件在油 中淬火。 （2）双液淬火——形状复杂的高碳钢 工件和尺寸较大的合金钢件。 （3）分级淬火——尺寸较小、形状复 杂工件的淬火。 （4）等温淬火——形状复杂，尺寸要 求较精确，强韧性要求较高的小型工模具 及弹簧等的淬火。
vk---临界冷却速度vk
§2.2 钢 的 普 通 热 处 理
一、退火和正火 1.退火 加热到适当的温度，保温后缓慢冷却。 第一类退火（扩散退火、再结晶退火、去 应力退火）是不以组织转变为目的的工艺方法， 由不平衡状态过渡到平衡状态。 第二类退火（完全退火、不完全退火、等 温退火、球化退火）是以改变组织和性能为目 的，改变钢中珠光体、铁素体和碳化物等组织 形态及分布。
亚共析钢的加热过程： F P AC1 F A AC3 A 过共析钢的加热过程： P Fe3CⅡ AC1 A Fe3CⅡ ACcm A
2、奥氏体晶粒的长大
奥氏体晶粒度的概念 晶粒度：表示晶粒大小的尺度。
钢进行加热时，当珠光体刚刚全部转变为奥氏体时，在一般情 况下，奥氏体晶粒是比较细小而均匀的，此时的晶粒大小称为奥氏 体的起始晶粒度。
2 .正火 加热到AC3（或ACcm ）以上30℃~50℃， 保温后在空气中冷却。 区别：冷却速度比退火稍快，组织较细， 强度硬度稍有提高。 目的：亚共析钢细化晶粒，提高硬度； 过 共析钢消除二次渗碳体网。 应用：一般作为预备热处理，也可作大型 或形状复杂零件的终热处理。
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钢的热处理原理9-1概述一、热处理的作用热处理是将钢在固态下加热到预定温度，并在该温度下保持一段时间，然后以一定的速度冷却下来的一种热加工工艺。
其目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能。
通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省材料和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命，做到一个顶几个、顶几十个。
恰当的热处理工艺可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷，细化晶粒、消除偏析、降低内应力，使钢的组织和性能更加均匀。
++热处理也是机器零件加工工艺过程中的重要工序。
此外，通过热处理还可以使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理化学性能。
二、热处理和相图原则上只有在加热或冷却时发生溶解度显著变化或者发生类似纯铁的同素异构转变，即有固态相变发生的合金才能进行热处理。
纯金属、某些单相合金等不能用热处理强化，只能采用加工硬化的方法。
现以Fe- FeC相图为例进3一步说明钢的固态转变。
共析钢加热至Fe- FeC相3图PSK线（A线）以上全部转1 变为奥氏体；亚、过共析钢则必须加热到GS线（A线）和ES3 线（A线）以上才能获得单相cm 奥氏体。
钢从奥氏体状态缓慢冷却至A线以下，将发生共析转1 变，形成珠光体。
而在通过A3线或A线时，则分别从奥氏体cm中析出过剩相铁素体和渗碳体。
但是铁碳相图反映的是热力学上近于平衡时铁碳合金的组织状态与温度及合金成分之间的关系。
A线、A线和A13cm线是钢在缓慢加热和冷却过程中组织转变的临界点。
实际上，钢进行热处理时其组织转变并不按铁碳相图上所示的平衡温、Ac、Ac；而把冷却时的实际临界温度标以字13cm度进行，通常都有不同程度的滞后现象。
即实际转变温度要偏离平衡的临界温度。
加热或冷母“r”，如Ar、Ar、Ar等。
却速度越快，则滞后现象越严重。
图9-3表示钢加热和冷却速度对碳钢临界温度的影响。
通13cm虽然铁碳相图对研究钢的相变和制定热处理工艺有重要参考价值，但是对钢进行热处理常把加热的实际临界温度标以“c”，如Ac时不仅要考虑温度因素，还必须考虑时间和速度的重要影响。
因为所有的固态转变过程都是通过原子的迁移进行的，而原子的迁移需要时间，没有足够的时间，转变就不能充分进行，其结果将得不到稳定的平衡组织，而只能得到不稳定的过渡型组织。
9-2 钢在加热时的转变热处理通常是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。
大多数热处理过程，首先必须把钢加热到奥氏体状态，然后以适当的方式冷却以获得所期望的组织和性能。
通常把钢加热获得奥氏体的转变过程为“奥氏体”化。
加热时形成奥氏体的化学成分、均匀化程度及晶粒大小直接影响钢在冷却后的组织和性能。
因此，研究钢在加热时的组织转变规律，控制和改进加热规范以改变钢在高温下的组织状态，对于充分挖掘钢材性能潜力、保证热处理产品质量有重要意义。
一、共析钢奥氏体的形成过程以共析钢为例讨论奥氏体的形成过程。
若共析钢的原始组织为片状珠光体，当加热至Ac以上温度时，珠光体转变为奥氏体。
这种转变可用下式表示： 1，Ac1 , + FeC,,,, ,3％％％ ,,0.0218,,6.69,,0.77ccc体心立方正交晶格面心立方这一过程是由碳的质量分数很高、具有正交晶格的渗碳体和碳的质量分数很低、具有体心立方晶格的铁素体转变为碳的质量分数介于二者之间、具有面心立方晶格的奥氏体。
因此，奥氏体的形成过程就是铁晶格的改组和铁、碳原子的扩散过程。
通常将这一过程以及奥氏体在冷却时的转变过程称做“相变重结晶”。
共析钢中奥氏体的形成由下列四个基本过程组成：奥氏体形核、奥氏体长大、剩余渗碳体溶解和奥氏体成分均匀化，如图9-4所示。
（一）奥氏体的形核将钢加热到Ac以上某一温度保温时，珠光体处于不稳定状态，通常首先在铁素体和渗1碳体相界面上形成奥氏体晶核，这是由于铁素体和渗碳体相界面上碳浓度分布不均匀，原子排列不规则，易于产生浓度和结构起伏区，为奥氏体形核创造了有利条件。
珠光体群边界也可成为奥氏体的形核部位。
在快速加热时，由于过热度大，也可以在铁素体亚边界上形核。
某些研究者认为，当过热度很大或在超快速加热条件下，α?γ的晶格改组是在存有共格界面条件下的切变机构。
碳原子从渗碳体扩散进入按切变机构形成的片状γ相区域中，使这些区域成为能长大的奥氏体晶核。
（二）奥氏体的长大 1奥氏体晶核形成以后即开始长大。
奥氏体晶粒长大是通过渗碳体的溶解、碳在奥氏体和以上某一温度t形成一奥氏体晶核，其与铁素体和渗碳体相接触的两个相界面是平直的（见1铁素体中的扩散和铁素体继续向奥氏体转变而进行的，其长大机制示于图9-5。
假定在Ac图9-5a），那么相界面处各相的碳浓度可由Fe-FeC相图（图9-5b）确定。
图中C表示与γα3-铁素体相邻界面上奥氏体的碳浓度，C表示与渗碳体相邻界面上奥氏体的碳浓度。
由于Cγ-c＞C，在奥氏体内就造成一个碳浓度梯度，故奥氏体内的碳原子将从奥氏体-渗碳体相γγα-c-界面向奥氏体-铁素体相界面扩散。
扩散的结果破坏了在t温度下相界面的平衡浓度，使与1渗碳体相界处奥氏体的碳浓度低于C，而使与铁素体交界处奥氏体碳浓度大于C。
为γγα-c-了维持相界面上各相的平衡浓度，高碳的渗碳体必溶入奥氏体，以使与渗碳体相界面上奥氏体碳浓度恢复到C；低碳的铁素体将转变为奥氏体，使与铁素体交界面上奥氏体碳浓度恢γ-c复为C。
这样，奥氏体的两个相界面自然地向铁素体和渗碳体两个方向推移，奥氏体便γα-不断长大。
碳在奥氏体中扩散的同时，碳在铁素体中也进行着扩散（见图9-5a），这是由于分别与渗碳体和奥氏体相接触的铁素体两个相界面之间也存在着碳浓度差C -C，扩散的结果γγα-c-也使与奥氏体相接触的铁素体碳浓度升高，促使铁素体向奥氏体转变，从而也能促进奥氏体长大。
实验表明，由于铁素体与奥氏体相界面上的浓度差（C-C）远小于渗碳体与奥氏体γγα-c-相界面上的浓度差（C-C），使铁素体向奥氏体的转变速度比渗碳体溶解的速度快得多。
γFe3C-c因此，珠光体中的铁素体总是首先消失。
当铁素体一旦全部转变为奥氏体时，可以认为珠光体向奥氏体的转变基本完成，但是仍有部分剩余渗碳体尚未溶解，说明奥氏体化过程仍在继续。
（三）剩余渗碳体的溶解铁素体消失后，在t温度下继续保温或继续加热时，随着碳在奥氏体中继续扩散，剩余1渗碳体不断向奥氏体中溶解。
（四）奥氏体成分均匀化当渗碳体刚刚全部溶入奥氏体后，奥氏体内碳浓度仍是不均匀的，原先是渗碳体的地方3体积的珠光体中铁素体和渗碳体的碳浓度较高，而原来是铁素体的地方碳浓度较低，只有经过长时间的保温或继续加热，让碳2相界面就有2000～10000 mm，所以奥氏体形核部位很多，当奥氏体化温度不高，但保温时原子进行充分地扩散才能获得成分均匀的奥氏体。
间足够长时，可以获得极细小而又均匀的奥氏体晶粒。
由于珠光体中铁素体和渗碳体的相界面很多，1mm二、影响奥氏体形成速度的因素奥氏体的形成是通过形核与长大过程进行的，整个过程受原子扩散所控制。
因此，凡是影响扩散、影响形核与长大的一切因素，都会影响奥氏体的形核速度。
（一）加热温度和保温时间为了描述珠光体向奥氏体的转变过程，通常将研究钢的试样迅速加热到Ac以上各个不1同的温度保温，记录各个温度下珠光体向奥氏体转变开始、铁素体消失、渗碳体全部溶解和奥氏体成分均匀化所需要的时间，绘制在转变温度和时间坐标图上，便得到钢的奥氏体等温形成图（见图9-6）。
由图9-6可见，在Ac以上某一温度保温时，奥氏体并不立即出现，而是保温一段时间1后才开始形成。
这段时间称为孕育期。
这是由于形成奥氏体晶核需要原子的扩散，而扩散需要一定的时间。
随着温度的升高，原子扩散速度率急剧加快，相变驱动力?G迅速增加，总同时奥氏体中碳的浓度梯度显著增大。
因此奥氏体的形核率和长大速度大大增高，故转变的孕育期和转变完成所需时间也显著缩短。
加热温度越高，转变的孕育期和完成转变的时间越短，即奥氏体的形成速度越快。
在影响奥氏体形成速度的诸多因素中，温度的作用最为显著。
因此，控制奥氏体形成温度至关重要。
但是，从图9-6也可以看到，在较低温度下长时间加热和较高温度下短时间加热都可以得到相同的奥氏体状态。
因此，在制定加热工艺时，应当全面考虑加热温度和保温时间的影响。
在实际生产采用的连续加热过程中，奥氏体等温转变的基本规律仍是不变的。
图9-6所画出的不同速度的加热曲线（如ｖ、ｖ），可以定性地说明钢在连12续加热条件下奥氏体形成的基本规律。
加热速度越快（如ｖ），孕育期越短，奥氏体开始转变的温度和转变终了的温度越高，转变终了所需要的2时间越短。
加热速度较低（如ｖ），转变将在较低温度下进行。
当加热速度非常缓慢时，珠1光体向奥氏体的转变在接近于A点温度下进行，这便符和Fe-FeC相图所示平衡转变的情13况。
但是，与等温转变不同，钢在连续加热时的转变是在一个温度范围内进行的。
（二）原始组织的影响钢的原始组织为片状珠光体时，铁素体和渗碳体组织越细，它们的相界面越多，则形成奥氏体的晶核越多，晶核长大速度越快，因此可加速奥氏体的形成过程。
若预先经球化处理，使原始组织中渗碳体为球状，因铁素体和渗碳体的相界面减少，则将减慢奥氏体的形成速度。
如共析钢的原始组织为淬火马氏体、正火索氏体等非平衡组织时，则等温奥氏体化曲线如图9-7所示。
每组曲线的左边一条是转变开始线，右边一条是转变终了线，由图可见，奥氏体化最快的是原为淬火状态的钢，其次是正火状态的钢，最慢的是球化退火状态的钢。
这是因为淬火状态的钢在A点以上升温过程中已经分解为微细粒状珠光体，组织最弥散，相界面1最多，有利于奥氏体的形核与长大，所以转变最快。
正火态的细片状珠光体，其相界面也很多，所以转变也很快。
球化退火态的粒状珠光体，其相界面最少，因此奥氏体化最慢。
近年来研究低、中碳合金钢非平衡组织加热相变的结果表明，采用淬火马氏体、回火马氏体、贝氏体等原始组织，不但加速奥氏体化过程，而且改变形成奥氏体的相形态。
采用淬火马氏体等组织状态加热时，可以形成针状奥氏体及颗粒状奥氏体。
当加热温度较低、过热度不大时，以形成针状奥氏体为主，在原奥氏体晶界处还会产生细小的颗粒状奥氏体。
若将淬火态组织以较快速度加热到较高温度转变时，可以全部形成颗粒状奥氏体，而且形核率很高，可以得到较平衡态组织加热时更细小的奥氏体晶粒。
如果反复进行这种处理，可以得到超细化的奥氏体晶粒，从而显著改善钢的机械性能。
（三）化学成分的影响1.碳钢中的含碳量越高，奥氏体形成速度越快。
这是因为钢中的含碳量越高，原始组织中渗碳体数量越多，从而增加了铁素体和渗碳体的相界面，使奥氏体的形核率增大。