钢的热处理缺陷分析（2学时）
一、实验目的：
1、了解热处理各种热处理缺陷产生的原因及防止措施，
2、用金相显微镜观察及分析各种热处理缺陷，
3、学会用金相显微镜测定脱碳层的方法。
二、实验内容：
在各种热处理工艺中淬火缺陷最为常见，如硬度不足、软点、变形甚至开裂等，但产生的原因很多，须丛各个方面进行检查及分析。其中金相检验较为方便，而占有重要地位。（一）、热处理缺陷分析的一般步骤：
首先应了解零件的技术要求，使用材料、热处理工艺等。
1、零件的外观检查；有无裂纹、裂纹的情况、分布状况及大小，断口形貌。
2、硬度测量：判断热处理硬度是否达到技术要求，为金相检验提供数据。
3、必要时进行材料的化学成分分析；判断材料是否混料而误用成其它材料。
4、正确的取样；选取有代表性的部位，否则将得出错误结论。
5、金相检验：试样经磨制抛光后，必要时可在浸蚀之前检查裂纹形态和夹杂物的情况，
来判断是否是形成裂纹的原因。
6、作出结论：通过多方面的检验后，找出缺陷形成及产生的证据及原因，可能的话提
出改进的建议。
三、常见的热处理缺陷有如下几种；
1，、中碳钢及中碳合金钢淬火后正常组织是细小及中等粗细的马氏体。当这种马氏体组织中有部分铁素体，就会使淬火马氏体的硬度下降，当铁素体数量越多硬度就越低，产生这种现象的主要原因是加热温度低于A C3。所致。
2、另外在中碳钢及中碳合金钢淬火后正常组织是细小及中等粗细的马氏体。当这种马氏体组织中夹有贝氏体或屈氏体，有时还伴有少量铁素体，就会使淬火马氏体的硬度下降，后两者的数量越多则硬度越低，产生这种现象的主要原因是冷却速度不够迅速。
马氏体+铁素体组织马氏体+屈氏体组织当马氏体太细小，同时又出现白色块状铁素体，这是淬火加热温度偏低所制。
2、高碳钢及高碳合金钢再淬火后的正常淬火组织应该是针状或细针状马氏体及均匀分布的小颗粒炭化物。当组织中炭化物颗粒较多，这说明炭化物溶入不足，马氏体的碳及合金化浓度不够，甚至有部分未溶入奥氏体的珠光体小区域存在，这时还表现为硬度低或硬度不均匀。这是淬火加热温度偏低所制。
有时组织中含有少量屈氏体，当含量多时表现为硬度不足，当含量少时只有用金相法进行检验。为了确保质量一些钢材都有它的一套质量检验标准。
3、当淬火组织中马氏体针叶粗大，高碳钢中炭化物减少甚至消失，出现明显的残余奥
氏体，（一般马氏体针还会随淬火温度的增大而增大）这是淬火过热的原因。它也会使硬度降低。
45#钢1000℃加热淬火（粗大的马氏体）T12钢1000℃加热淬火（马氏体及残余奥氏体）
当加热温度太高时，不仅马氏体针叶粗大，残余奥氏体数量增多，甚至会引起奥氏体晶界融化，这种现象叫过烧。总的来说淬火加热温度过高，使试件内应力增大，致使工件产生裂纹造成产品报废。
4、在淬火加热时，由于加热介质中氧的存在而使试样表面发生氧化与脱碳。脱碳层会直接影响工件的表面的硬度及耐磨性。
5、淬火时使用的冷却介质不当，或形状复杂的工件淬火时操作不当，或合金钢件，特别是合金工具钢件，如果淬入水中透冷，由于淬火应力过大，往往会形成工件开裂。
对于错综复杂的热处理缺陷必须进行认真的分析处理。
四、脱碳层深度的测定方法：
按GB224—86的标准，钢的脱
碳层的深度显微测定方法如下；
（一）、术语及定义
1、脱碳层可分成两部分；
（1）、全脱碳层
（2）、部分脱碳层
2、脱碳层的总深度包括全脱碳层的深度和部分脱碳层的深度。
（1）、全脱碳层是全部为铁素体组织的部分，就是由试样的边缘至最初发现有珠光体或其它组织的部分。如图4—1。
（2）、部分脱碳层是其中只脱去一部分碳的区域。（即有部分铁素体的部分），如果没有全脱碳层存在时，脱碳层就由部分脱碳层来计算。即由试样的边缘测量到最后一颗铁素体晶粒处。
（二）试样的制畚：
1、试样从交货状态的钢材或零件截取，试样的磨光面必须垂直于轧（锻）方向。
2、试样被检查周遍长度不小于20mm。对直径小于25mm的冷拔及高频淬火用钢材，必要时，可检查试样的全部周边。
3、实验时不允许用卷边或磨圆的试样。为防止试样的卷边或磨圆，可将试样进行镶嵌或用夹具来进行磨制抛光。
4、试样的浸蚀，必须保证钢的脱碳层全部清楚地显示出来。
图—4 45#淬火出现的表面脱碳情况
（三）脱碳层深度的测定方法
1、测定脱碳层深度时，应该观察试样的全部周遍，并以总脱碳层的最大深度作为脱碳层深度，必要时可在技术条件中规定的钢的部分脱碳层与原始组织的界限。
注；在技术条件或双方协定有规定时，也可用全脱碳层的深度作为脱碳层深度。
2、测定脱碳层时，通常在放大100倍下进行，必要时也可在其他放大倍数下测定。
3、脱碳层深度以毫米计，也可用钢材及钢的零件的厚度或直径的百分比表示。
4、脱碳层深度的百分数按下式计算：
X= d ∕D╳100%
式中：X——脱碳层深度百分数
d——测量时一边的脱碳层深度，以毫米表示。在技术条件有规定时也可用两对边的脱碳层深度之和来表示。
D——钢材及零件的厚度或直径，以毫米表示。
五、实验要求：
1、说明几种热处理缺陷产生的原因及防止方法。（硬度不足，变形开裂，氧化脱碳）。
2、绘出所测试样的脱碳层的示意图，标明及计算出脱碳层深度。
几种常见热处理缺陷介绍 一、过热现象 热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大，使零件的机械性能下降。 1.一般过热：加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料（常为不懂工艺发生的）。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。 2.断口遗传：有过热组织的钢材，重新加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍出现粗大颗粒状断口。产生断口遗传的理论争议较多，一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶接口，而冷却时这些夹杂物又会沿晶接口析出，受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。 3.粗大组织的遗传：有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为组织遗传性。要消除粗大组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。 二、过烧现象 加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复，只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。 三、脱碳和氧化 钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低，而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。 加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。高温（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化，具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。 为了防止氧化和减少脱碳的措施有：工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热（如净化后的惰性气体、控制炉内碳势）、火焰燃烧炉（使炉气呈还原性） 四、氢脆现象 高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。出现氢脆的工件通过除氢处理（如回火、时效等）也能消除氢脆，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。
淬火热处理后硬度不足的原因分析 在生产过程中, 有时会出现淬火后硬度不足的情况, 这是热处理淬火过程中常见的缺陷。硬度不足有时表现为整个工件硬度值偏低, 有时是局部硬度不够或产生软点。淬火时硬度不足的原因很多,与材料内在的冶金缺陷、选材不当、错料; 设计上的结构工艺性差、加热工艺、冷却介质、冷却方法以及回火温度等都有密切关系。综合了一些实际请总结出了这么几点常见的可能因素造成：1、原材料问题 (1) 原材料选择不当或发错料。应该用高碳钢或中碳钢制造的零件而错用成低碳钢; 应该用合金工具钢制造的零件错用成普通高碳钢。 (2) 原材料显微组织不均匀。如碳化物偏析或聚集现象, 铁素体成大块状分布, 出现石墨碳, 严重的魏氏组织或带状组织等。 2、加热工艺问题 (1) 淬火加热温度偏低, 保温时间不足也是淬火后硬度不足的原因。如亚共析钢, 当加热温度在AC3与AC1之间时, 则因铁素体未全部溶于奥氏体, 淬火后不能得到均匀一致的马氏体而影响工件硬度。金相分析时可见未溶铁素体(2) 淬火加热温度过高, 保温时间过长。对于工具钢, 当钢的加热温度过高时, 大量碳化物溶于奥氏体, 大大地增加了奥氏体的稳定程度, 使马氏体开始转变点降低, 因而淬火后工件中保留大量残余奥氏体, 使淬火后工件的硬度下降。金相分析时, 可见未溶的碳化物稀少, 残余奥氏体量明显多。 (3) 淬火加热时, 工件表面脱碳, 使表面硬度不足。金相分析时, 表面有铁素体及低碳马氏体。当磨去表面脱碳层后, 硬度便达到要求。工件在一般箱式炉中未加保护或保护不良的情况下加热, 或者在脱氧不良的盐浴炉中加热, 都会
产生氧化脱碳现象。
金属材料金相热处理检验方法标准汇编 一、金属材料综合检验方法 GB／T4677.6—1984金属和氧化覆盖层厚度测试方法截面金相法 GB／T6394—2002金属平均晶粒度测定方法 GB／T6462—2005金属和氧化物覆盖层厚度测量显微镜法 GB／T13298—1991金属显微组织检验方法 GB15735—2004金属热处理生产过程安全卫生要求 GB／T15749一1995定量金相手工测定方法 GB／T18876.1—2002应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验方法第1部分：钢和其他金属中夹杂物或第二相组织含量的图像分析与体视学测定 二、钢铁材料检验方法 GB／T224一1987钢的脱碳层深度测定法 GB／T225—1988钢的淬透性末端淬火试验方法 GB／T226—1991钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB／T227—1991工具钢淬透性试验方法 GB／T1814—1979钢材断口检验法 GB／T1979—2001结构钢低倍组织缺陷评级图 GB／T4236一1984钢的硫印检验方法 GB／T4335—1984低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法 GB／T4462—1984高速工具钢大块碳化物评级图 GB／T6401—1986铁素体奥氏体型双相不锈钢中а－相面积含量金相测定法 GB／T7216—1987灰铸铁金相 GB／T9441—1988球墨铸铁金相检验 GB／T9451—2005钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定 GB／T10561—2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 GB／T11354—2005钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验 GB／T13299—1991钢的显微组织评定方法 GB／T13302—1991钢中石墨碳显微评定方法 GB／T13305—1991奥氏体不锈钢中а－相面积含量金相测定法 GB／T13320—1991钢质模锻件金相组织评级图及评定方法 GB／T13925—1992铸造高锰钢金相 GB／T14979—1994钢的共晶碳化物不均匀度评定法 GB／T15711—1995钢材塔形发纹酸浸检验方法 GB／T16923—1997钢件的正火与退火 GB／T16924—1997钢件的淬火与回火 GB／T18683—2002钢铁件激光表面淬火 YB／T130—1997钢的等温转变曲线图的测定 YB／T153一1999优质碳素结构钢和合金结构钢连铸方坯低倍组织缺陷评级图 YB／T169一2000高碳钢盘条索氏体含量金相检测方法 YB／T4002—1991连铸钢方坯低倍组织缺陷评级图 YB／T4003—1997连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图 YB／T4052—1991高镍铬无限冷硬离心铸铁轧辊金相检验 YB／T5127—1993钢的临界点测定方法(膨胀法) YB／T5128—1993钢的连续冷却转变曲线图的测定方法(膨胀法)
钢铁基本知识 纯铁是很软的金属，既不能制刀枪，也不能铸铁锅、犁锄。但当纯铁中含有一定量的碳后，就变成我们在各方面使用的钢铁了。纯铁中含碳在0.02%以上就变成硬度较低的能拔铁丝、轧制薄白铁板等用的低碳钢。铁中含碳量0.25%至0.6%的范围内的钢叫中碳钢，其硬度中等，可轧成建筑钢材，钢板、铁钉等制品。铁中含碳量0.6%至2.0%时就成为硬度很高的、可制刀枪、模具等的高碳钢了。低、中、高碳钢合在一起就叫“碳素钢”。如果铁中碳含量超过2.0%就变成又硬又脆的可铸铁锅、暖气片、犁等的生铁了。一般生铁含碳量为3.5%—5.5%。所以纯铁、钢和生铁的区别主要就在于铁中的含碳量的不同。 在铁与钢的生产中，首先是把铁矿石在炼铁高炉中用碳还原成铁的同时铁中也吸收了4.5%—5.5%的碳，然后再把生铁装入炼钢炉中把碳和其他杂质用氧气氧化去除降低到所需要的含量，即炼成各种含碳量的碳素钢。据《世界金属导报》报告的“国际钢协”统计2002年上半年（1至6月）累计我国钢产量为8480万吨，居世界首位；同期世界的十大产钢国排列顺序为：第2名日本5230万吨，第3美国4440万吨，第4俄罗斯2840万吨（独联体为4840万吨），第5德国2240万吨（欧盟15国总计8040万吨），第6韩国2230万吨，第7乌克兰1650万吨，第8巴西1410万吨，第9印度1400万吨，第10意大利1340万吨；英国607万吨，居第17位。 随着科学技术的发展，碳素钢在强度、硬度、韧性、弹性、抗腐蚀性等各方面都不能满足现代化工农业和国防上的需要了。冶金工作者们研究发现在钢中加入一些其他元素可改善碳素钢的性能，使碳钢获得更优异的和特殊的性能，扩充其用途和使用范围，从而研制出各种合金钢。在普通碳素钢的基础上，只要加入小于5%的总含量的硅、锰、铁、钛、铌、硼、稀土等合金元素就可炼出强度高于同等含碳量的普通碳素钢30—40%的低合金高强度钢，一吨钢可顶1.3—1.4%吨普通碳素钢用。若在含碳1%的碳素钢中加入6—15%铬，能炼出各种高级滚珠钢和滚动轴承钢。钢中加入13—19%铬就成为有磁性不锈钢，如在这种钢中再加入9%镍就变成无磁性不锈钢了；所以不能用有无磁来鉴别是否是不锈钢，因生活上用的大部分不锈钢是有磁的，可被磁铁吸起来。含碳低于0.06%的钢中加入8—27%铬和4.5—6.5%铝的钢称为电热合金，拔成丝缠成电炉，最高的可加热到1200℃。中碳钢中加1%锰炼成的钢制弹簧，弹性特别好。高碳钢中加2%锰和少量钼可炼成硬度特别高可做刀枪、模具和破碎机颚板寿命特别长。钢中加9—18%钨和少量钒就成为高速钢。低碳钢中加少量钼和铬成为高温下耐热并不起皮的钢。低碳钢中加2.5—4%的硅可炼成导磁性能非常好，可轧制制造电机，变压器的硅钢片。而低碳钢中加12%铝和25%镍炼出的就是永磁合金，可制永久性强磁铁。在高碳钢中加入适量硅可生产出石墨钢，既耐磨又有润滑作用，可制造在使用过程中不宜使用润滑油，而又需要耐磨的机械零件和轴承等部件。钢中加入稀土金属能提高钢的韧性；而生铁中加入稀土金属和镁则可变成和钢一样强度高，又有韧性的球墨铸铁。硼则是非晶合金和高科技钕铁硼合金中不可缺少的非金属元素。铁和钢中加入各种金属和非金属元素后可使其性能变幻无穷，用途多样。在钢铁中加入各种金属和非金属元素，能创造出多种多样的高科技新金属材料供工农业、国防、科学技术、生活上等各个领域中应用。 在铁钢中加入各种金属和非金属元素，能创造出各种不同性能，多种用途的各种高科技材料。但这些金属和非金属在炼钢时大部都不能或不宜以纯金属和非金属元素单体状态直接加入钢液中。如钨、钼、铌等金属熔点太高，比炼钢温度高一倍以上，炼钢温度为1600℃左右，而钨熔点高达3380℃，钼熔点为2600℃，铌熔点为2500℃，所以在钢液中难熔化，另外这些金属比重又太高，液态钢比重约7克/毫升，而钨比重高达19.3克/毫升，钒、钛比重低，钛比重4.5克/毫升，钒6.1克/毫升；熔点又高，钒为1860℃、钛为1690℃，又易氧化，在
热处理培训资料 常见热处理问题与解答 （1）淬火常见问题与解决技巧 ※Ms点随C%的增加而降低 淬火时，过冷沃斯田体开始变态为麻田散体的温度称之为Ms点，变态完成之温度称之为Mf点。%C含量愈高，Ms点温度愈降低。0.4%C碳钢的Ms温度约为350℃左右，而0.8%C碳钢就降低至约200℃左右。 ※淬火液可添加适当的添加剂 （1）水中加入食盐可使冷却速率加倍：盐水淬火之冷却速率快，且不会有淬裂及淬火不均匀之现象，可称是最理想之淬硬用冷却剂。食盐的添加比例以重量百分比10%为宜。 （2）水中有杂质比纯水更适合当淬火液：水中加入固体微粒，有助于工件表面之洗净作用，破坏蒸气膜作用，使得冷却速度增加，可防止淬火斑点的发生。因此淬火处理，不用纯水而用混合水之淬火技术是很重要的观念。 （3）聚合物可与水调配成水溶性淬火液：聚合物淬火液可依加水程度调配出由水到油之冷却速率之淬火液，甚为方便，且又无火灾、污染及其它公害之虞，颇具前瞻性。 （4）干冰加乙醇可用于深冷处理容液：将干冰加入乙醇中可产生-76℃之均匀温度，是很实用的低温冷却液。 ※硬度与淬火速度之关联性 只要改变钢材淬火冷却速率，就会获得不同的硬度值，主要原因是钢材内部生成的组织不同。当冷却速度较慢时而经过钢材的Ps曲线，此时沃斯田体变态温度较高，沃斯田体会生成波来体，变态开始点为Ps点，变态终结点为Pf点，波来体的硬度较小。若冷却速度加快，冷却曲线不会切过Ps曲线时，则沃斯田体会变态成硬度较高的麻田散体。麻田散体的硬度与固溶的碳含量有关，因此麻田散体的硬度会随着%C含量之增加而变大，但超过0.77%C后，麻田散体内的碳固溶量已无明显增加，其硬度变化亦趋于缓和。 ※淬火与回火冷却方法之区别 淬火常见的冷却方式有三种，分别是：（1）连续冷却；（2）恒温冷却及（3）阶段冷却。为求淬火过程降低淬裂的发生，临界区域温度以上，可使用高于临界冷却速率的急速冷却为宜；进入危险区域时，使用缓慢冷却是极为重要的关键技术。因此，此类冷却方式施行时，使用阶段冷却或恒温冷却（麻回火）是最适宜的。
模具钢热处理十种组织缺陷分析及对策 王荣滨 (南弯工具厂江西330004 摘要讨论了模具钢十种热处理组织缺陷及消除方法,可产生明显经济效益和社 会效益。 关键词模具钢组织缺陷对策 Abstract This paper analyzes ten kinds of microstruture defect of heat treatment mold steel,and it also gives the relative solutions to avoid defects,which can obviously bring about the economic benefit. K eyw ords mold steel microstructure defect countermeasures 钢的物理性能、化学性能和力学性能决定钢的热处理组织,正常组织赋予钢产品优异性能和高寿命;热处理组织缺陷恶化钢的性能,降低模具产品质量和使用寿命,甚至产生废品和发生事故。因种种原因,钢热处理主要有十种组织缺陷,分析原因,采取对策,提高模具使用寿命,有显著技术经济效益。 1奥氏体晶粒粗大 钢奥氏体晶粒定为13级,1级最粗,13级最细。1~3级为粗晶粒,4~6级为中等晶粒,7~9级为细晶粒,10~13级为超细晶粒。晶粒愈细,钢的强韧性愈佳,淬火易得到隐晶马氏体;晶粒愈粗,钢的强韧性愈差,淬火易得到脆性大的粗马氏体。实践证明,奥氏体形成后,随着温度升高和长时间保温,奥氏体晶粒急剧长大。当加热温度一定时,
快速加热奥氏体晶粒细小;慢速加热,奥氏体晶粒粗大。奥氏体晶粒随钢中W、Mo、V元素增加而细化,随钢中C、Mn元素增加而增大。钢最终淬火前未经预处理,奥氏体晶粒愈粗化,淬火得粗马氏体,强韧性低,脆性大。仪表跑温,晶粒粗化,降低晶粒之间结合力,恶化力学性能。 对策—合理选择加热温度和保温时间。加热温度过低,起始晶粒大,相转变缓慢;加热温度过高,起始晶粒细,长大倾向大,得到粗大奥氏体晶粒。加热温度应按钢的临界温度确定,严格仪表精密控温,保温时间按加热设备确定。合理选择加热速度,根据过热度对奥氏体形核率和长大速率影响规律,采用快速加热和瞬时加热方法细化奥氏体晶粒,如铅浴加热、盐浴加热、高频加热、循环加热、真空加热和激光加热等。最终淬火前预处理细化奥氏体晶粒,如正火、退火、调质处理等。选用细晶粒钢、电渣重熔钢、真空精炼钢制造模具等措施。 2残余奥氏体过量 钢件淬火冷却时过冷奥氏体转变成淬火马氏体,过冷奥氏体不能100%转变为淬火马氏体,未完全转变的过冷奥氏体为残余奥氏体。淬火马氏体经不同温度回火后转变为不同回火组织,达到所需组织性能。残余奥氏体在回火过程中可部分转变为马氏体,但因材料和工艺不同,残余奥氏体可多可少保留在使用状态中。保留少量残余奥氏体有利增加钢的强韧性、松驰残余应力、延缓裂纹扩展、减少变形等。但残余奥氏体过量将降低钢的硬度、耐磨性、疲劳强度、屈服强度、弹性极限和引起组织不稳定,导致服役时发生尺寸变化等不利因素。因此,钢中残余奥氏体不宜过量。 对策—按照模具服役条件,合理选择淬火加热温度,因模具钢含有大量降低马氏体点(Ms的合金元素,过高淬火加热温度会使钢中碳和合金元素大量溶入高温奥氏体中,奥氏体合金化程度高,增加奥氏体稳定性,使过冷奥氏体不易发生马氏体相变,有较多残余奥氏体保留在淬火组织中,因此,淬火加热温度应适中。分级淬火和等温淬火保留较多残余奥氏体,因此,采用中温预回火和多次高温回火,促使在高温回火冷却过程中残余奥氏体发生马氏体转变。其次,淬火后经短时低温回火后进行- 60℃~120℃零下冷处理,实质是淬火的继续,促使残余奥氏体较充分转变为马氏体,温
钢的热处理 1、钢的热处理工艺主要有几种 退火、淬火、正火、回火、表面热处理 2、什么是同素异构转变、多形性转变 同素异构转变：纯金属在温度和压力变化时，由某一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为同素异构转变。 多形性转变：在固溶体中发生的由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称为多形性转变。 3、奥氏体及其结构特点 奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方结构。 奥氏体的面心立方结构使其具有高的塑性和低的屈服强度，在相变过程中容易发生塑性变形，产生大量位错或出现孪晶，从而造成相变硬化和随后的再结晶、高温下经历的反常细化以及低温下马氏体相变的一系列特点。
4、共析碳钢在加热转变时，奥氏体优先形核位置及原因 奥氏体的形核 1）球状珠光体中：优先在F/Fe3C界面形核 2）片状珠光体中：优先在珠光体团的界面形核,也在F/Fe3C片层界面形核奥氏体在F/Fe3C界面形核原因： (1) 易获得形成A所需浓度起伏，结构起伏和能量起伏. (2) 在相界面形核使界面能和应变能的增加减少。 △G = -△Gv + △Gs + △Ge △Gv—体积自由能差，△Gs —表面能，△Ge —弹性应变能
5、珠光体向奥氏体转变的三阶段，并说明为什么铁素体完全转变为奥氏体后仍然有一部分碳化物没有溶解？ （1）奥氏体的形核；（2）奥氏体的长大；（3）残余碳化物的溶解和奥氏体成分的均匀化； 奥氏体长大的是通过γ/α界面和γ/Fe3C界面分别向铁素体和渗碳体迁移来实现的。由于γ/α界面向铁素体的迁移远比γ/Fe3C界面向Fe3C的迁移来的快，因此当铁素体已完全转变为奥氏体后仍然有一部分渗碳体没有溶解。 6、晶粒度概念 奥氏体本质晶粒度：根据标准试验方法，在930±10°C保温足够时间后测得的奥氏体晶粒大小。 奥氏体起始晶粒度：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晶粒大小 奥氏体实际晶粒度：在某一加热条件下所得的实际奥氏体晶粒大小。 7、共析碳钢IT图
101个热处理常用英文词汇 1. indication 缺陷 2. test specimen 试样 3. bar 棒材 4. stock 原料 5. billet 方钢，钢方坯 6. bloom 钢坯,钢锭 7. section 型材 8. steel ingot 钢锭 9. blank 坯料，半成品 10. cast steel 铸钢 11. nodular cast iron 球墨铸铁 12. ductile cast iron 球墨铸铁 13. bronze 青铜 14. brass 黄铜 15. copper 合金 16. stainless steel不锈钢 17. decarburization 脱碳 18. scale 氧化皮 19. anneal 退火 20. process anneal 进行退火 21. quenching 淬火 22. normalizing 正火 23. Charpy impact text 夏比冲击试验 24. fatigue 疲劳 25. tensile testing 拉伸试验 26. solution 固溶处理 27. aging 时效处理 28. Vickers hardness维氏硬度 29. Rockwell hardness 洛氏硬度 30. Brinell hardness 布氏硬度 31. hardness tester硬度计 32. descale 除污，除氧化皮等 33. ferrite 铁素体 34. austenite 奥氏体 35. martensite马氏体 36. cementite 渗碳体 37. iron carbide 渗碳体 38. solid solution 固溶体 39. sorbite 索氏体
钢的热处理练习题 一、填空题 1．整体热处理分为、、和等。 2．热处理工艺过程由、和三个阶段组成。 3．共析钢在等温转变过程中，其高温转变产物有：、和。 4．贝氏体分和两种。 5．淬火方法有：淬火、淬火、淬火和淬火等。 7．按回火温度范围可将回火分为：回火、回火和回火三种。 8．化学热处理是有、和三个基本过程组成。 9．根据渗碳时介质的物理状态不同，渗碳方法可分为渗碳、渗碳和渗碳三种。10．除外，其它的合金元素溶入奥氏体中均使C曲线向移动，即使钢的临界冷却速度,，淬透性。 11．淬火钢在回火时的组织转变大致包括，，，等四个阶段。 12．碳钢马氏体形态主要有和两种，其中以强韧性较好。 13、当钢中发生奥氏体向马氏体转变时，原奥氏体中碳含量越高，则Ms点越，转变后的残余奥氏体量就越。 1．钢加热时奥氏体形成是由（）、（）、（）和（）四个基本过程所组成。 2．在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点是（ ) ，不同点是（）。 3．用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈（）状，而下贝氏体则呈（）状。 4．与共析钢相比，非共析钢C 曲线的特征是（）。 5．马氏体的显微组织形态主要有（）、（）两种，其中（）的韧性较好。6．钢的淬透性越高，则其C 曲线的位置越（），说明临界冷却速度越（）。7．钢的热处理工艺是由（）、（）、（）三个阶段组成。一般来讲，它不改变被处理工件的（），但却改变其（）。 8．利用Fe-Fe3C 相图确定钢完全退火的正常温度范围是（），它只适应于（）钢。 9．球化退火的主要目的是（），它主要适用于（）。10．钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是（），对过共析钢是（） 11．当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则M S点越( )，转变后的残余奥氏体量就越（）。 12．在正常淬火温度下，碳素钢中共析钢的临界冷却速度比亚共析钢和过共析钢的临界冷却速度都（）。 13．钢热处理确定其加热温度的依据是（），而确定过冷奥氏体冷却转变产物的依据是（）。 14．淬火钢进行回火的目的是（），回火温度越高，钢的硬度越（）。15．钢在回火时的组织转变过程是由（）、（）、（）和（）四个阶段所组成。 16．化学热处理的基本过程包括（）、（）和（）三个阶段。
焊接接头焊后热处理基本知识培训 一、焊后热处理的概念 1.1后热处理（消氢处理）：焊接完成后对冷裂纹敏感性较大的低合金钢和拘束度较大的焊件加热至200℃～350℃保温缓冷的措施。 目的、作用：减小焊缝中氢的有害影响、降低焊接残余应力、避免焊缝接头中出现马氏体组织，从而防止氢致裂纹的产生。 后热温度：200℃～350℃ 保温时间：即焊缝在200℃～350℃温度区间的维持时间，与后热温度、焊缝厚度有关，一般不少于30min 加热方法：火焰加热、电加热 保温后的措施：用保温棉覆盖让其缓慢冷却至室温 NB/T47015-2011关于后热的规定： 1.2焊后热处理（PWHT）：广义上：焊后热处理就是在工件焊完之后对焊接区域或焊接构件进行的热处理，内容包括消除应力退火、完全退火、固熔、正火、正火加回火、回火、低温消除应力等。狭义上：焊后热处理仅指消除应力退火，即为了改善焊接区的性能和消除焊接残余应力等有害影响。 1.3压力容器及压力管道焊接中所说的焊后热处理是指焊后消除应力的热处理。焊后消除应力热处理过程：将焊件缓慢均匀加热至一定温度后保温一定的时间，然后缓慢降温冷却至室温。
目的、作用： (1)降低或消除由于焊接而产生的残余焊接应力。 (2)降低焊缝、热影响区硬度。 (3)降低焊缝中的扩散氢含量。 (4)提高焊接接头的塑性。 (5)提高焊接接头冲击韧性和断裂韧性。 (6)提高抗应力腐蚀能力。 (7)提高组织稳定性。 热处理的方式：整体热处理、局部热处理 1.4焊接应力的危害和降低焊接应力的措施 焊接应力是在焊接过程中由于温度场的变化（热涨冷缩）及焊件间的约束而产生的滞留在焊件中的残余应力。 1.4.1焊接应力只能降低，不可能完全消除，焊接残余应力形成的的危害：1）影响构件承受静载的能力；2）会造成构件的脆性断裂；3）影响结构的疲劳强度；4）影响构件的刚度和稳定性；5）应力区易产生应力腐蚀开裂；6）影响构件的精度和尺寸的稳定性。 1.4.2降低焊接应力的措施 1）设计措施： （1）构件设计时经量减少焊缝的尺寸和数量，可减少焊接变形，同时降低焊接应力 （2）构件设计时避免焊缝过于集中，从而避免焊接应力叠加 （3）优化结构设计，例将如容器的接管口设计成翻边式，少用承插式 2）工艺措施
<<金属热处理缺陷分析及案例>>试题 一、填空题 1、热处理缺陷产生的原因是多方面的，概括起来可分为热处理前、热处理中、热处理后三个方面的原因。 2、热处理缺陷分析方法有：断口分析、化学分析、金相检验、力学性能试验、验证试验、综合分析。 3、断裂可分为两种类型：脆性断裂和韧性断裂。 4、金属断裂的理论研究表明：任何应力状态都可以用切应力和正应力表示，这两种应力对变形和断裂起着不同的作用，只有切应力才可以引起金属发生塑性变形，而正应力只影响断裂的发展过程。 5、热处理变形常用的校正方法可分为机械校正法和热处理校正法。 6、热应力是指由表层与心部的温度差引起的胀缩不均匀而产生的内应力。 7、工程上常用的表面淬火方法主要有高频感应加热淬火和火焰淬火两种。 8、热处理中质量控制的关键是控制加热质量和冷却质量。 9、过热组织晶粒粗大的主要特征是奥氏体晶粒度在3级以下。 10、真空热处理常见缺陷有表面合金元素贫化、表面不光亮和氧化色、表面增碳或增氮、粘连、淬火硬度不足、表面晶粒长大。 11、低温回火温度范围是（150－250）℃，中温回火温度范围是（350－500）℃，高温回火温度范围是（500－6 50）℃。
12、工件的形状愈不对称，或冷却的不均匀性愈大，淬火后的变形也愈明显。 13、马氏体片越长，撞击能量越高，显微裂纹密度会越大，撞击应力会越大，显微裂纹的数目和长度也会增加。 14、合金元素通过对淬透性的影响，从而影响到淬裂倾向，一般来说，淬透性增加，淬裂性会增加。合金元素对M S的影响较大，一般来说，M S越低的钢，淬裂倾向越大。 15、一般来说，形状简单的工件，可采用上限加热温度，形状复杂、易淬裂的工件，则应采用下限加热温度。 16、对于低碳钢制工件，若正常加热温度淬火后内孔收缩，为了减小收缩，要降低淬火加热温度；对于中碳合金钢制的工件，若正常加热温度淬火后内孔胀大，为了减小孔腔的胀大，需降低淬火加热温度。 17、工件的热处理变形分为尺寸变化和形状畸变两种形式。 二、单项选择题 1、淬火裂纹通常分为 A 四种。 A、纵向裂纹、横向裂纹、网状裂纹、剥离裂纹 B、纵向裂纹、横向裂纹、剥离裂纹、显微裂纹 C、纵向裂纹、横向裂纹、网状裂纹、表面裂纹 D、纵向裂纹、横向裂纹、剥离裂纹、应力集中裂纹 2、第一类回火脆性通常发生在淬火马氏体于 B 回火温度区间，这类回火脆性在碳钢和合金钢中均会出现，它与回火后的冷却速
第六章钢的热处理练习题 一、填空题 1．钢加热时奥氏体形成是由（）、（）、（）和（）四个基本过程所组成。 2．在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点是 （ ) ，不同点是（）。 3．用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈（）状，而下贝氏体则呈（）状。 4．与共析钢相比，非共析钢C 曲线的特征是（）。 5．马氏体的显微组织形态主要有（）、（）两种，其中 （）的韧性较好。 6．钢的淬透性越高，则其C 曲线的位置越（），说明临界冷却速度越（）。 7．钢的热处理工艺是由（）、（）、（）三个阶段组成。一般来讲，它不改变被处理工件的（），但却改变其（）。 8．利用Fe-Fe3C 相图确定钢完全退火的正常温度范围是（），它只适应于（）钢。 9．球化退火的主要目的是（），它主要适用于（）。 10．钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是（），对过共析钢是（）。
11．当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则MS 点越( )，转变后的残余奥氏体量就越（）。 12．在正常淬火温度下，碳素钢中共析钢的临界冷却速度比亚共析钢和过共析钢的临界冷却速度都（）。 13．钢热处理确定其加热温度的依据是（），而确定过冷奥氏体冷却转变产物的依据是（）。 14．淬火钢进行回火的目的是（），回火温度越高，钢的硬度越（）。 15．钢在回火时的组织转变过程是由（）、（）、 （）和（）四个阶段所组成。 16．化学热处理的基本过程包括（）、（）和 （）三个阶段。 17．索氏体和回火索氏体在形态上的区别是（），在性能上的区别是（）。 18．参考铁碳合金相图，将45 号钢及T10 钢（已经过退火处理）的小试样经850 ℃ 加热后水冷、850 ℃ 加热后空冷、760 ℃ 加热后水冷、720 ℃ 加热后水冷等处理，把处理后的组织填入表3 -3 -1 。 二、不定项选择题 1．钢在淬火后获得的马氏体组织的粗细主要取决于（）。
热处理常见问题与解答 1. 淬火常见问题与解决技巧 Ms点随 C %的增加而降低。淬火时，过冷奥氏体开始变态为马氏体的温度称之为Ms 点，变态完成之温度称之为Mf 点。%C含量愈高，Ms点温度愈降低。0.4%C碳钢的Ms 温度约为350℃左右，而0.8%C 碳钢就降低至约200℃左右。 2. 淬火液可添加适当的添加剂（1）水中加入食盐可使冷却速率加倍：盐水淬火之冷却速率快，且不会有淬裂及淬火不均匀之现象，可称是最理想之淬硬用冷却剂。食盐的添加比例以重量百分比10%为宜。（2）水中有杂质比纯水更适合当淬火液：水中加入固体微粒，有助于工件表面之洗净作用，破坏蒸气膜作用，使得冷却速度增加，可防止淬火斑点的发生。因此淬火处理，不用纯水而用混合水之淬火技术是很重要的观念。（3）聚合物可与水调配成水溶性淬火液：聚合物淬火液可依加水程度调配出由水到油之冷却速率之淬火液，甚为方便，且又无火灾、污染及其它公害之虞，颇具前瞻性。（4）干冰加乙醇可用于深冷处理容液：将干冰加入乙醇中可产生-76℃之均匀温度，是很实用的低温冷却液。 .硬度与淬火速度之关联性。 .只要改变钢材淬火冷却速率，就会获得不同的硬度值，主要原因是钢材内部生成的组织不同。当冷却速度较慢时而经过钢材的Ps曲线，此时奥氏体变态温度较高，奥氏体会生成波来体，变态开始点为Ps 点，变态终结点为Pf 点，波来体的硬度较小。若冷却速度加快，冷却曲线不会切过Ps 曲线时，则奥氏体会变态成硬度较高的马氏体。马氏体的硬度与固溶的碳含量有关，因此马氏体的硬度会随着%C含量之增加而变大，但超过0.77%C 后，马氏体内的碳固溶量已无明显增加，其硬度变化亦趋于缓和。 3. 淬火与回火冷却方法之区别 淬火常见的冷却方式有三种，分别是：（1）连续冷却；（2）恒温冷却及（3）阶段冷却。为求淬火过程降低淬裂的发生，临界区域温度以上，可使用高于临界冷却速率的
金属材料与热处理技术课程设计 题目：T12钢热处理工艺课程设计 院（系）：冶金材料系 专业年级：材料1201 负责人：陈博 唐磊，杨亚西， 合作者：谭平，潘佳伟，多杰仁青 指导老师：罗珍 2013年12月
热处理工艺课程设计任务书 系部冶金材料系专业金属材料与热处理技术 学生姓名陈博，杨亚西，唐磊，谭平，多杰仁青，潘佳伟 课程设计题目T12 设计任务： 1，课程设计的目的：为了使我们更好地了解碳素工具钢的性能及其热处理工艺流程。培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。学习热处理工艺设计的一般方法，热处理设备选用和装夹具设计等进行热处理设计的基础技能训练。 2.课程设计的任务分组（碳素工具钢T12） ①：锉刀的热处理工艺（唐磊） ②：热处理后的组织金相分析（陈博） ③：淬火（潘佳伟） ④：回火（多杰仁青） ⑤：局部淬火（谭平） ⑥：缺陷分析（杨亚西） 3.课程设计的内容： T12钢热处理工艺设计流程 4参考文献： 【1】詹艳然，吴乐尧，王仲仁．金属体积成形过程中温度场的分析．塑性工程学报，2001，8(4) 【2】叶卫平，张覃轶．热处理实用数据速查手册．机械工业出版社．2005，59---60 【3】许天己钢铁热处理实用技术．化学工业出版社2005，134"～136 设计进度安排： 第一周周一~周二钢的普通热处理工艺设计理论学习 周三~周五分组进行典型金属材料的热处理工艺设计第二周周一~周三撰写设计说明书 周四~周五答辩 指导教师（签字）： 年 月日
热处理工艺卡 热处理工艺卡材料牌 号 T12 零件重 量 锉刀400g 工艺路 线 热轧钢板冲压下料——退火——校直——铣或刨侧 面——粗磨——半精磨——剁齿——淬火加回火。 技术条件检验方法 硬度HRC60-62，HB≤207 洛氏硬度计，布氏硬度计 金相组 织 珠光体，马氏体和 渗碳体 金相观察 力学性 能 硬度：退火，≤ 207HB，压痕直径≥ 4.20mm；淬火：≥ 62HRC 布氏法，洛氏法 工 序号工序名称设备 装炉方式 及数量 加热温 度℃ 保温 时min 冷却 介 质 温 度 ℃ 冷却时间 min 1 预热加热炉- 550-65 加热 时间 的5-6 倍 - - - 2 球化退火退火炉- 760-77 0 2-4h 空 气 550 -60 4h 3 淬火保护气 氛炉- 770-78 - 水150 -20 10 4 低温回火回火炉- 160-18 0 0.75- 1h 空 气 150 60 编制人陈博编制日期2013.12.11 审核日期
第四章金属材料的基础知识和热处理的基本知识 第一部分：学习内容 1、钢的分类：|（1）-碳钢:含碳量低于2%的铁碳合金;-合金钢:在钢中特意加入一种或几种其它合金元素组成的钢;-生铁:含碳量高于2%的铁碳合金.,可通过铸造方法制造零件,所以又称铸铁. （2）按化学成分分类： 碳钢-低碳钢:含碳量小于0.25%;-中碳钢:含碳量为0.25~0.55%;-高碳钢:含碳量大于0.55%. 合金钢-低合金钢:合金元素总含量小于3.5%;-中合金钢:合金元素总含量3.5~10%;-高合金钢:合金元素总含量大于10%; 2、洛氏硬度与布氏硬度值近似关系： HRC≈1/10HB 3、热处理及其常用工艺方法 热处理的定义-利用钢在固态下的组织转变,通过加热和冷却获得不同组织结构,从而得到所需性能的工艺方法统称热处理. 常用热处理工艺方法：退火-将钢加热到一定温度,保温一段时间,然后随炉一起缓慢冷却下来,以期得到接近平衡状态组织的一种热处理方法. 4、完全退火:AC3以上30~50℃,用于消除钢的某些组织缺陷和应力,改善切削加工性能; 等温退火:加热到AC3,以上30~50℃,较快的冷却到略低于Ar1的温度,并在此温度下等温到奥氏体全部分解为止,然后出炉空冷.适用于亚共析钢、共析钢，尤其广泛用于合金钢的退火。优点是周期短，组织和硬度均匀。 5、正火-正火和退火加热方法相似，只是冷却速度比退火稍快（空冷），得到的是细片状珠光体（索氏体），强度、硬度比退火的高，与退火相比，工艺周期短，设备利用率高。主要用于低碳钢获得满意的机械性能和切削性能、过共析工具钢消除网状渗碳体、中碳钢代替退火或作为淬火前的预先热处理。 6、淬火-将钢加热到AC1以上30~50℃(共析钢、过共析钢）或AC3以上30~50℃（亚共析钢），保温一段时间，然后快冷得到高硬度的马氏体组织的工艺方法。用以提高工件的耐磨性。 7、回火-将淬火后的工件加热到A1以下某一温度，保温一段时间，然后以一定的方式冷却（炉冷、空冷、油冷、水冷等） -目的：1）降低淬火工件的脆性，消除内应力（热应力和组织应力），使淬火组织趋于稳定，同时也使工件尺寸趋于稳定；2）获得所需的硬度和综合机械性能。 8、焊后消除应力热处理(PWHT、ISR):目的是消除应力、降低硬度、改善组织、稳定尺寸,避免制造和使用过程产生裂纹; 9、试述T8A的含义：含碳量为8‰的高级优质碳素工具钢。 10、怎样区别无螺纹的黑铁管与直径相似的无缝钢管？ 答：无缝钢管是用优质碳钢、普通低合金钢、高强耐热钢、不锈钢等制成。不镀锌的瓦斯管习惯上称为黑铁管，从管子内壁有无焊缝和管子直径来判断。 11、何谓钢的热处理？ 答：所谓钢的热处理就是在规定范围内将钢加热到预定的温度，并在这个温度保持一定的时间，然后以预定的速度和方法冷下来的一种生产工艺。 12、试述T7的含义。 答：T7的含义为：含碳量为7‰的碳素工具钢。 13，退火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序。其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。应用：高碳钢
第一节常见焊后热处理缺陷 一、过热和过烧 应热处理温度过高或保温时间过长而引起晶粒显著粗化的现象称为过热 在实际焊接热处理中，过热可能是热电偶固定不当或测温不准确而造成的。 过热可使金属材料的强度降低，塑性变差。过热可用正火来消除。 因热处理温度过高，不仅造成晶粒粗大、而且引起晶界局部融化的现象称为过烧。 过烧可使金属材料的强度显著降低，塑性级差。过烧是无法消除的，因而只能是材料报废。 二、氧化和脱碳 氧化是指材料中的合金元素在加热过程中与氧化气氛发生作用而形成金属氧化物层（氧化皮）的一种现象。在600℃以上温度加热普通钢铁时，随氧化膜的不断增厚，氧化物晶格中积累的弹性应力场将使膜与基体的定向适应关系遭到破坏，从而使膜与工件发生开裂与脱离。金属的氧化过程伴随有脱碳过程，氧化速度快时脱碳作用不明显。 金属氧化实际上是金属消耗的过程，因而将造成工件表面不均匀，共建尺寸减小，甚至报废。 脱碳是指钢铁材料在加热过程中表层中的碳与加热介质中的脱碳气体（氧气、水蒸气等）相互作用而烧损的一种现象。托探是材料的氧化过程，当炉温在700~850℃并有大量的脱碳气氛是易发生，这是由于此时钢中碳的扩散速度与大于其表面的氧化速度所造成的。 脱碳可造成工件表面硬度不足，材料的疲劳强度下降。 当氧化和脱碳超过允许的极限时，将严重影响材料的实用性能，甚至造成工件报废。其改善措施是在保护介质中加热或在工件表面施以防氧化涂层。例如，对重要工件和精密件，可以采取防氧化涂料来防止其在加热过程中发生氧化和脱碳。常用的防氧化涂料有：（1）砂42%+粘土44%+氧化铅2%+硼砂10%+碳酸钠2%+，60℃干燥5小时后热处理； （2）04玻璃料20%+011玻璃料15%+氧化铬4%+云母氧化铁8%+滑石粉10%+改性膨润土3%+虫胶溶剂（38%）20%+溶剂20%，室温放置8~12小时后热处理。（3）其他涂料，参见标9-1 标9-1 常用的抗氧化防脱碳涂料
钢的热处理工艺知识大全 热处理是将固态金属或合金采用适当的方式加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。 热处理工艺它能提高零件的使用性能，充分发挥钢材的潜力，延长零件的使用寿命，此外，热处理还可改善工件的工艺性能、提高加工质量、减小刀具磨损。 钢的热处理方法可分为：退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。 热处理方法虽然很多，但任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组成的，因此，热处理工艺过程可用在温度一时间坐标系中的曲线图表示，如下图所示，这种曲线称为热处理工艺曲线。 一、退火 将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺称为退火。 退火的主要目的是： (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，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后
的热处理作准备。 （3）消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。 （1）完全退火完全退火是将钢加热到完全奥氏体化（AC3 以上 30?50C）,随之缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺方法。 在完全退火加热过程中，钢的组织全部转变为奥氏体，在冷却过程中，奥氏体变为细小而均匀的平衡组织（铁素体+珠光体），从而达到降低钢的硬度、细化晶粒、充分消除内应力的目的。 完全退火主要用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的铸件、锻件、热轧型材等，有时也用于焊接结构件，过共析钢不宜采用完全退火，因过共析钢完全退火需加热到AS以上，在缓慢冷却时，钢中将析出网状渗碳体，使钢的力学性能变坏。 （2）球化退火是将钢加热到AG以上20?30C,保温一定时间，以不大于50C /H的冷却速度随炉冷却下来，使钢中碳化物呈球状的工艺方法。 球化退火适用于共析钢及过共析钢，如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢在锻造加工后进行球化退火，一方面有利于切削加工，同时为最后的淬火处理作好组织准备。 （3）去应力退火是将钢加热到略低于A i的温度（一般取500? 650C）,保温一定时间后缓慢冷却的工艺方法，其目的是消除由于塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余应力。 工件和零件中存在的内应力是十分有害的，如不及时消除，会在加工和使用过程中发生变形，影响其精度，因此，铸造、锻造、焊接及切削加
“钢的热处理原理及工艺”作业题 第一章固态相变概论 1、扩散型相变和无扩散型相变各有哪些特点？ 2、说明晶界和晶体缺陷对固态相变成核的影响。 3、为何新相形成时往往呈薄片状或针状？ 4、说明相界面结构在金属固态相变中的作用，并讨论它们对新相形状的影响。 5、固－固相变的等温转变动力学图是“C”形的原因是什么？ 第二章奥氏体形成 1、为何共析钢当奥氏体刚刚完成时还会有部分渗碳体残存？亚共析钢加热转变时是否也存在碳化物溶解阶段？ 2、连续加热和等温加热时，奥氏体形成过程有何异同？加热速度对奥氏体形成过程有何影响？ 3、试说明碳钢和合金钢奥氏体形成的异同。 4、试设计用金相－硬度法测定40钢和T12钢临界点的方案。 5、将40、60、60Mn钢加热到860℃并保温相同时间，试问哪一种钢的奥氏体晶粒大一些？ 6、有一结构钢，经正常加热奥氏体化后发现有混晶现象，试分析可能原因。 第三章珠光体转变 1、珠光体形成的热力学特点有哪些？相变主要阻力是什么？试分析片间距S与过冷度△T的关系。 2、珠光体片层厚薄对机械性能有什么影响？珠光体团直径大小对机械性能影响如何？ 3、某一GCr15钢制零件经等温球化退火后，发现其组织中除有球状珠光体外，还有部分细片状珠光体，试分析其原因。 4、将40、40Cr、40CrNiMo钢同时加热到860℃奥氏体化后，以同样冷却速度使之发生珠光体转变，它们的片层间距和硬度有无差异？ 5、试述先共析网状铁素体和网状渗碳体的形成条件及形成过程。 6、为达到下列目的，应分别采取何热处理方法？ （1）为改善低、中、高碳钢的切削加工性； （2）经冷轧的低碳钢板要求提高塑性便于继续变形； （3）锻造过热的60钢毛坯为细化其晶粒； （4）要消除T12钢中的网状渗碳体； 第四章、马氏体转变