热处理部分复习总结.pdf

第九章钢的热处理原理总结

一、概述

1热处理:将钢在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保温一段时间，然后以一定的速

度冷却下来的一种热加工工艺。

2目的:是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能。

3作用:消除毛坯中的缺陷，改善其工艺性能，显著提高钢的力学性能，充分发挥钢材的

潜力。

4什么样的金属材料才能进行热处理:原则上只有在加热或冷却时溶解度发生显著变化或

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。

5金属固态相变的特征:相变阻力大,新相晶核与母相之间存在一定的晶体学位向关系,母相

晶体缺陷对相变起促进作用,易于出现过渡相（亚稳相）

6固态相变的分类

按平衡状态分：平衡相变非平衡相变

按原子的迁移特征分：扩散型相变过渡型相变非扩散型相变

二、钢在加热时的转变

1平衡相图与热处理的滞后现象：

平衡相图是表示热力学上近于平衡时的组织状态与温度、成分之间的关系。

由上图可知：A1、A3、Acm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，钢在热处理时其转变温度要偏离平衡的临界点，产生滞后现象：加热时的组织转变

的临界点为Ac1、Ac3、Accm线；冷却时的组织转变的临界点为Ar1、Ar3、Arcm线。

加热冷却速度越快，滞后现象越严重。

2“奥氏体”化：钢在加热时获得奥氏体的组织转变的过程

3共析钢奥氏体的形成过程，组织成分和结构的变化，形成的步骤有哪些？

4亚共析钢和过共析钢奥氏体的过程

温度只超过Ac1时，只有原始组织中的P转变为A，仍部分保留先共析相（F和Fe3C），

温度继续升高超过Ac3、Accm,并保温足够时间后，才能获得均匀的单相A组织

5影响A形成速度的因素

加热温度和保温时间、原始组织、化学成分如何影响？

6晶粒度

是衡量晶粒大小的尺度。通常以单位面积内的晶粒数目或以每个晶粒的平均面积与平均直径

来描述（起始晶粒度：钢在临界温度以上A形成刚结束，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶

粒大小。）本质晶粒度：钢在一定条件下A晶粒长大的倾向性。实际晶粒度：钢在某一具体

热处理加热条件下所获得的A晶粒大小。A晶粒细小，则其性能优良

7影响A晶粒度的因素（加热温度和保温时间、加热速度、化学成分、原始组织）

加热温度高保温时间长扩散易进行A易长大；加热速度越快，过热度越大，A实际转变

温度越高，形核率和长大速度越快，A的起始晶粒度越小（短时间内形成的晶核数量多），

A的实际晶粒度大（相同的保温时间的条件下，温度高，A晶粒易于长大,）；化学成（碳、

合金元素）在一定范围内ωc自扩散速度晶粒长大倾向ωc超过一定范围以后，形成碳化物，

作为第二相，阻碍晶粒长大,；原始组织的影响原始组织越细，碳化物弥散分布A的起始

晶粒度越小在相同条件下，片状P中的碳化物表面积大，溶解快，A形成速度也快，因此

较早地进入晶粒长大阶段，球P细A片P粗A。

三钢在冷却时的转变

1C曲线的解读

鼻温：对应孕育期最短的位置对应的温度。

孕育期：过冷奥氏体开始转变之前所保温的时间

孕育期与Ａ稳定性之间的关系？

影响过冷A等温转变的因素？

2珠光体的转变

转变温度，转变产物及转变特点和组织形态？

3马氏体的转变

转变条件，转变产物，转变特点和组织形态？

马氏体转变过程中为什么得到强化？

固溶强化。间隙原子碳在α-Fe晶格中造成正方畸变，形成一个强烈的应力场，该应力场与

位错发生强烈的交互作用，从而提高M的强度

相变强化。M相变时，晶格内造成缺陷密度很高的亚结构，板条M中的高密度位错网，片

状M内的微细孪晶都将阻碍位错运动，从而使M得到强化

时效强化。M形成后，碳及合金元素的原子或其它晶体缺陷处扩散偏聚或析出，钉扎位错，

使位错难以运动，从而造成M强化。

4贝氏体（B）转变

转变条件，转变产物，转变特点和组织形态？

5钢在冷却时三种转变产物的比较

P转变B转变M相变

转变温度A1~550℃550℃~MsMs~Mf

转变机制扩散（共析）扩散－切变(基体)切变（无扩散）

形核位置晶界晶界(B上)；晶内(B