钢在冷却时的转变

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钢在冷却时的组织转变常识钢进行热处理冷却的目的是获得所需要的组织和性能，这需要通过采用不同冷却方式来实现。冷却方式不同转变的组织也不同，性能差异较大。奥氏体冷却至A1以下温度时将发生组织转变（A1温度以下还存在的不稳定奥氏体通常称过冷奥氏体）。钢的冷却方式分为等温冷却和连续冷却。

等温冷却的组织转变形式

1.奥氏体的等温转变对过冷奥氏体（即：奥氏体在A1线以上是稳定相，当冷却到A1线以下还未转变

的奥氏体）经过一段时间的等温保持后转变为稳定的新相。这种转变过程就称为奥氏体的等温转变。

2.等温冷却转变钢经奥氏体化后迅速冷却至临界点Ar1或Ar3)线以下，等温保持时过冷奥氏体发生的转

变。

等温冷却的组织转变产物与性能

1.A1～550℃也称高温转变，获片状珠光体型（F+P）组织，按转变温度由高到低的顺序，转变产物分别

为珠光体、索氏体、托氏体；片层间距由粗到细，趋势是：片层间距越小，塑性变形阻力越大，强度和硬度越高

1)A1～650℃获粗片状珠光体金相组织

2)650～600℃获细片状索氏体金相组织

3)600～550℃获极其细片状的托氏体金相组织

2.550℃～M S 也称中温转变，获贝氏体型组织（过饱和的铁素体和碳化物组成，有上贝氏体和下贝氏体之

分。）

1)550～350℃获羽毛状上贝氏体金相组织

2)550℃～M S获黑色针状下贝氏体金相组织（这种组织强度和韧性都较高）

3.M S线温度以下连续冷却时，过冷奥氏体发生转变获得马氏体组织，马氏体内的含碳量决定着马氏体的强

度和硬度，总的趋势是随着马氏体含碳量的提高，强度与硬度也随之提高；高碳马氏体硬度高、脆性大，而低碳马氏体具有良好的强度和韧性。

连续冷却的组织转变过冷奥氏体在一个温度范围内，随温度连续下降发生组织转变。连续冷却有炉冷、空冷、油冷、水冷四种最为常用的连续冷却方式

1)炉冷冷速约10℃/min，产生新相为珠光体，如退火的冷却

2)空冷冷速约10℃/s，产生新相为索氏体，如正火的冷却

3)油冷冷速约150℃/s，产生新相为托氏体+马氏体，如油淬

4)水冷冷速约600℃/s，产生新相为残余奥氏体+马氏体，如水淬（残余奥氏体的存在降低了淬火

钢的硬度和耐磨性，也会因零件在使用过程中残余奥氏体会继续转变为马氏体，从而使工件变形；

一些重要精密的零件通常会通过把淬火后的工件冷却到室温以下并继续冷却到－80～－50℃来减少残余奥氏体含量的存在）。