钢在实际冷却条件下的临界点为
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钢在实际冷却条件下的临界点为1. 引言钢是一种重要的金属材料,广泛应用于各种工业领域。
在钢的生产过程中,冷却是一个非常关键的步骤。
正确的冷却条件可以使钢达到理想的性能和结构,但如果冷却不当,则可能导致钢的质量下降。
了解钢在实际冷却条件下的临界点非常重要。
2. 钢的临界点概述2.1 定义钢的临界点是指在特定温度下,钢材从一种晶体结构转变为另一种晶体结构时所对应的温度。
2.2 影响因素钢的临界点受多种因素影响,包括化学成分、加热和冷却速率、形变等。
其中最主要的因素是化学成分和加热和冷却速率。
2.3 分类根据不同晶体结构转变形式,钢材可分为以下几类:- 纯铁(α铁)→ 非平衡γ铁(奥氏体):Ac1点- 非平衡γ铁(奥氏体)→ 平衡α铁(铁素体):Ac3点- 平衡α铁(铁素体)→ 非平衡γ铁(奥氏体):Ar3点- 非平衡γ铁(奥氏体)→ 平衡γ铁(渗碳体):Ar1点3. 钢的临界点测试方法3.1 金相法金相法是一种常用的测试钢的临界点的方法。
该方法将钢样品切割成薄片,经过磨光和腐蚀处理后,在显微镜下观察其晶粒结构变化。
通过观察晶粒结构变化的温度范围,可以确定钢的临界点。
3.2 热分析法热分析法是另一种测试钢的临界点的方法。
该方法将钢样品加热到一定温度,然后通过测量样品热量变化和温度变化来确定其临界点。
4. 钢在实际冷却条件下的临界点4.1 冷却速率对临界点的影响钢在实际冷却条件下的临界点与冷却速率密切相关。
当冷却速率较慢时,钢材中晶体结构转变所需的温度会降低,临界点会向低温方向移动。
当冷却速率较快时,临界点会向高温方向移动。
4.2 化学成分对临界点的影响钢的化学成分也会影响其临界点。
一般来说,含碳量越高的钢材,其临界点会越低。
其他元素如铬、钼、镍等也会对钢的临界点产生影响。
4.3 实际应用中的意义了解钢在实际冷却条件下的临界点对工业生产具有重要意义。
在制造高强度和高韧性的钢材时,需要精确控制钢材的冷却速率和温度,以确保其达到理想的晶体结构和性能。
钢材及热处理一、基本知识1、关于A1、A3、A cm线(1)A1线:铁-碳相图中,在PSK(727℃)发生共析转变,共析转变产物称为珠光体,用符号P表示。
PSK线称为共析反应线,常用符号A1表示。
(2)A3线:铁-碳相图中的GS线又称A3线,它是在冷却过程中,由奥氏体析出铁素体的开始线,或加热时铁素体全部溶入奥氏体的终了线。
(3)A cm线:铁-碳相图中的ES线是碳在奥氏体中的固溶度曲线。
此温度线常称A cm线。
当温度低于此线时,奥氏体中将析出Fe3C,称为二次渗碳体Fe3CⅡ。
2、临界点A1、A3、A cm钢在热处理过程中,加热及冷却时的转变是以铁碳合金相图为基础的。
任何成分的碳素钢,都可以加热到单相区得到奥氏体组织。
在极其缓慢的加热和冷却过程中发生转变的临界点,均可以根据铁碳合金相图的A1线(PSK线)、A3线(GS线)、A cm线(ES线)来定相应的临界点:A1点、A3点、A cm点。
但是在实际的加热和冷却过程中,温度变化不会那么慢,相变不是按相图中所示的温度进行,而是在一定的过热或过冷的条件下进行的,使加热和冷却时的临界点不是同一温度。
通常用Ac1、Ac3和Ac cm表示加热时的临界点,用Ar1、Ar3和Ar cm表示冷却时的临界点。
3、共析钢:ωc=0.77%的合金;亚共析钢:ωc=0.40%的合金;过共析钢:ωc=1.2%的合金。
二、钢的退火与正火1、钢的退火是将工件加热到工艺要求的温度,经过适当的保温以后,在缓慢冷却下来的热处理工艺过程。
加热温度在Ac3点以上的称为完全退火;加热温度在Ac1和Ac cm之间的称为不完全退火或球化退火;加热温度在A1点以下称为低温退火;还有扩散退火等退火工艺。
退火的加热速度一般不受限制,但对于高合金钢和大截面工件,升温不可过快,否则,由于导热性差,引起很大的热应力,使工件产生变形甚至开裂。
一般将升温速度控制在100~180℃/h比较适宜。
加热时间是根据工件的有效厚度,并考虑装炉量、装炉方式和加热方法确定的,可以查阅热处理手册加以确定。
将钢加热到临界点Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界淬火速度的速度冷却,使过冷奥氏体转变为马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或下贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。
也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
钢件在有物态变化的淬火介质中冷却时,其冷却过出一般分为以下三个阶段: 蒸汽膜阶段、沸腾阶段、对流阶段。
淬硬性和淬透性是表征钢材接受淬火能力大小的两项性能指标,它们也是选材、用材的重要依据。
1.淬硬性与淬透性的概念淬硬性是钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。
决定钢淬硬性高低的主要因索是钢的含碳量,更确切地说是淬火加热时固溶在奥氏体中的含碳量,含碳量越离,钢的淬硬性也就越高。
而钢中合金元素对淬硬性的影响不大,但对钢的淬透性却有重大影响。
淬透性是指在規定条件下,决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。
即钢淬火时得到淬硬层深度大小的能力,它是钢材固有的一种属性。
淬透性实际上反映了钢在淬火时,奥氏体转变为马氏体的容易程度。
它主要和钢的过冷奥氏体的稳定性有关,或者说与钢的临界淬火冷却速度有关。
还应指出:必须把钢的淬透性和钢件在具体淬火条件下的有效淬硬深度区分开来。
钢的淬透性是钢材本身所固有的属性,它只取决于其本身的内部因素,而与外部因素无关;而钢的有效淬硬深度除取决于钢材的淬透性外,还与所采用的冷却介质、工件尺寸等外部因索有关,例如在同样奥氏体化的条件下,同一种钢的淬透性是相同的,但是水淬比油淬的有效淬硬深度大,小件比大件的有效淬硬深度大,这决不能说水淬比油淬的淬透性髙。
也不能说小件比大件的淬透性高。
可见评价钢的淬透性,必须排除工件形状、尺寸大小、冷却介质等外部因素的影响。
《材科热处理原理》思考题第一章固态相变概论1. 金属固态相变的主要类型有哪些?2. 热力学主要的状态函数与状态变数之间的关系如何?3. 金属固态相变按(1)相变前后热力学函数、(2)原子迁移情况、(3)相变方式分为哪几类?4. 金属固态相变有哪些特点?5. 固态相变的驱动力和阻力包括什么?加以说明。
6. 固态相变的过程中形核和长大的方式是什么?加以说明。
7. 何谓热处理?热处理的目的是什么?热处理在机械加工过程中作用有那些?热处理与合金相图有何关系?8. 金属固态相变主要有哪些变化?9. 说明下列符号的物理意义及加热速度和冷却速度对他们的影响?Ac1、Ar1、Ac3、Ar3、Accm、Arcm10. 一些概念:固态相变、热处理、平衡转变、不平衡转变、同素异构转变、多形性转变、共析转变、包析转变、平衡脱溶沉淀、调幅分解、有序化转变、伪共析转变、马氏体转变、贝氏体转变、块状转变、不平衡脱溶沉淀、一级相变、二级相变、扩散型相变、非扩散型相变、半扩散型相变、共格界面、半共格界面、非共格界面、惯习面、位向关系、应变能、界面能、过渡相、均匀形核、非均匀形核、晶界形核、位错形核、空位形核、界面过程、传质过程、协同型方式长大、非协同型方式长大、切变机制、台阶机制第二章钢中奥氏体的形成1. 奥氏体(A)的晶体结构,组织形态与性能有什么特点?2. 奥氏体形成的热力学条件是什么?共析钢的珠光体(平衡态组织)向奥氏体转变属于何种转变?试说明珠光体向奥氏体转变过程。
3. 钢在实际热处理加热和冷却过程时的临界点为什么偏离相图上的临界点?实际的临界点如何表示?实际的临界点与加热和冷却速度有什么关系?4. 试以碳扩散的观点说明奥氏体长大机理。
(奥氏体的形成包括哪几个过程?为什么说奥氏体形成是以C 扩散为基础并受碳扩散控制的?)5. 说明奥氏体形成时铁素体先消失的原因。
6. 非共析钢的奥氏体的形成与共析钢的奥氏体的形成有哪些异同?7. 共析碳钢奥氏体等温形成动力学(TTA图)有什么特点?非共析钢和共析碳钢奥氏体等温形成动力学图有什么异同?8. 影响奥氏体等温形成的形核率的因素有哪些?如何计算A线长大速度?影响奥氏体转变速度的因素有哪些?如何影响?(奥氏体等温形成动力学(形核与长大)的经验公式)(为什么温度升高,奥氏体转变速度加快?)(合金元素对奥氏体的形成速度有什么影响?)9. 合金钢的奥氏体形成动力学有什么特点?10. 连续加热时奥氏体形成动力学有什么特点?试以连续加热时奥氏体的形成动力学曲线,说明奥氏体形成时临界点的变化。
热处理基础知识总结热处理是指材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。
一、热处理1、正火:将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却,得到珠光体类组织的热处理工艺。
2、退火:将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度,保温一段时间后,随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3、固溶热处理:将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中,然后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
4、时效:合金经固溶热处理或冷塑性形变后,在室温放置或稍高于室温保持时,其性能随时间而变化的现象。
5、固溶处理:使合金中各种相充分溶解,强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能,消除应力与软化,以便继续加工成型。
6、时效处理:在强化相析出的温度加热并保温,使强化相沉淀析出,得以硬化,提高强度。
7、淬火:将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却,使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
8、回火:将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间,随后用符合要求的方法冷却,以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
9、钢的碳氮共渗:碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。
习惯上碳氮共渗又称为氰化,以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。
中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度,耐磨性和疲劳强度。
低温气体碳氮共渗以渗氮为主,其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10、调质处理(quenching and tempering):一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
调质处理广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
调质处理后得到回火索氏体组织,它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。
它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关,一般在HB200—350之间。
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。
1/1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)。
热处理原理与工艺习题班级学号姓名一、选择题1、过冷奥氏体是指过冷到( C )温度以下,尚未转变的奥氏体。
A、MsB、MrC、A12、确定碳钢淬火加热温度的主要依据是(B)。
A、C曲线B、铁碳相图C、钢的Ms线3、淬火介质的冷却速度必须( A )临界冷却速度。
A、大于B、小于C、等于4、T12钢的淬火加热温度为( C )。
A、Ac cm+30-50°CB、Ac3+30-50°CC、Ac1+30-50°C5、钢的淬透性主要取决于钢的(B )。
A、含硫量B、临界冷却速度C、含碳量D、含硅量6、钢的热硬性是指钢在高温下保持( C )的能力。
A、高抗氧化性B、高强度C、高硬度和高耐磨性7、钢的淬硬性主要取决于钢的( C )。
A、含硫量B、含锰量C、含碳量D、含硅量8、一般来说,碳素钢淬火应选择( C )作为冷却介质。
A、矿物油B、20°C自来水C、20°C的10%食盐水溶液9、钢在一定条件下淬火后,获得淬硬层深度的能力,称为( B ).A、淬硬性B、淬透性C、耐磨性10、钢的回火处理在( C )后进行。
A、正火B、退火C、淬火11、调质处理就是( C )的热处理。
A、淬火+低温回火B、淬火+中温回火C、淬火+高温回火12、化学热处理与其热处理方法的主要区别是( C )。
A、加热温度B、组织变化C、改变表面化学成分13、零件渗碳后一般须经( A )处理,才能使表面硬而耐磨。
A、淬火+低温回火B、正火C、调质14、用15钢制造的齿轮,要求齿轮表面硬度高而心部具有良好的韧性,应采用( C )热处理A、淬火+低温回火B、表面淬火+低温回火C、渗碳+淬火+低温回火15、用65Mn钢做弹簧,淬火后应进行( C );A、低温回火B、中温回火C、高温回火二、判断题(在题号前作记号“√”或“×”)1、(×)实际加热时的临界点总是低于相图的临界点。
2、(√)珠光体向奥氏体的转变也是通过形核及晶核长大的过程进行的。
8章钢的热处理1、A 共析钢等温转变曲线上,当过冷度较小时,奥氏体将转变成_____。
A.珠光体组织B.索氏体组织C.屈氏体组织D.贝氏体组织2、C 在等温冷却转变曲线上,过冷奥氏体在高温区的转变产物是_____。
A.F B.A C.P D.M3、D 在等温冷却转变曲线上,过冷奥氏体在中温区的转变产物是_____。
A.珠光体B.马氏体C.索氏体D.贝氏体4、B 在等温冷却转变曲线上,过冷奥氏体在低温区的转变产物是_____。
A.珠光体B.马氏体C.索氏体D.贝氏体5、D 临界冷却速度V临是钢淬火时获得全部_____组织的最小冷却速度。
:A.F B.P C.S D.M6、D 共析钢加热到奥氏体化后,以不同的冷却方式冷却,可以获得_____。
A.三种组织B.四种组织C.五种组织D.六种组织7、C 在共析钢等温冷却C曲线上,低于230℃是织A.珠光体的转变区B.贝氏体的转变区C.马氏体的转变区D.铁素体的转变区8、D 珠光体类型组织是指_____。
A.P B.S C.T D.A+B+C9、B 索氏体是铁素体与渗碳体的_____状的机械混合物。
A.粗片B.细片C.极细片D.蠕虫10、C B下是_____的机械混合物。
A.F与Fe3C B.F与碳化物C.过饱和碳的铁素体与碳化物D.碳化物与残余奥氏体!11、B M 是_____。
A.机械混合物B.过饱和的铁素体C.过冷奥氏体D.碳化轴与残余臭氏体12、C 共析钢为获得强而韧的B下,热处理冷却时温度应控制在_____。
A.一50~℃以下B.230℃以下C.250℃~350℃D.350~550℃13、B M随着回火温度的升高,强度和硬度、塑性和韧性的变化是_____。
A.提高/降低B.降低/提高C.不变/提高D.降低/不变14、D 回火脆性是指在某些温度范围内回火时,明显下降的是_____。
A.强度B.硬度C.塑性D.韧性15、B淬火钢出现不可逆回火脆性的温度是_____。
热处理基础知识一、热处理钢的热处理是根据钢在固态下组织转变的规律,通过不同的加热、保温和冷却,以改变其内部组织结构,达到改善钢材性能的一种热加工工艺。
二、热处理的作用正确的热处理工艺不仅仅可以改善钢材的工艺性能和使用性能,还可以消除钢材经铸造、锻造、焊接等热加工工艺造成的各种缺陷,细化颗粒,消除偏析,降低内应力,使组织和性能更加均匀。
三、钢的临界温度由Fe-Fe3C相图可知,共析钢在加热和冷却过程中经过PSK线(A1)时,发生珠光体(P)与奥氏体(A)之间的转变;亚共析钢经过GS线(A3)时,发生铁素体(F)与奥氏体(A)之间的相互转变;过共析钢经过ES线(Acm)时,发生渗碳体(Fe3C)与奥氏体(A)之间的相互转变。
A1、A3、Acm称为碳素钢加热和冷却过程中组织转变的临界温度。
四、钢在加热时的组织转变为了使钢在热处理后获得所需要的组织和性能,大多数热处理工艺都必须先将钢加热到临界温度以上,获得奥氏体组织,然后在以适当的方式(或速度)冷却,以获得所要的组织和性能。
通常把钢加热获得奥氏体的转变过程称为奥氏体化过程。
五、奥氏体的形成过程(一)共析钢的奥氏体形成过程共析钢在室温的平衡组织是单一的珠光体,珠光体是铁素体和渗碳体的两相混合物。
若共析钢的原始组织为片状的珠光体,当加热至Ac1以上温度保温,将全部转变为奥氏体。
奥氏体的形成过程包括碳的扩散重新分布和铁原子扩散使铁素体向奥氏体的晶格重组。
(1)共析钢由珠光体到奥氏体的转变包括四个阶段:奥氏体形核、奥氏体长大、剩余渗碳体溶解和奥氏体均匀化。
(2)奥氏体晶核通常优先在铁素体和渗碳体的相界面上形成。
这是因为在相界面上碳浓度分布不均匀,位错密度较高、原子排列不规则,处于能量较高的状态,所以容易达到奥氏体形核时所需要的密度起伏、结构起伏和能量起伏(二)亚(过)共析钢的奥氏体形成过程亚(过)共析钢中,除了珠光体外,还有先共析铁素体(或渗碳体),当加热到AC1温度时,珠光体先转变为奥氏体,然后随着加热温度的升高,先共析铁素体(或渗碳体)逐渐向奥氏体转变,当温度超过AC3(或ACCM),并保温足够的时间。
热处理原理一.铁碳相图Fe 3C T /0C D 'K 'C wt.%把发生相转变的温度称为临界点。
临界点用字母A 表示,下临界点用A1表示,上临界点用A3或Acm 表示。
钢在加热或者冷却时会发生组织转变,组织转变开始或者终了的温度,叫做临界温度或临界点。
规定用Ac 和Ar 分别表示实际加热和冷却的临界点。
Ac1-----------加热时,珠光体转变为奥氏体温度Ac3-----------加热时,铁素体转变为奥氏体的终了温度Accm---------加热时,二次渗碳体在奥氏体中溶解的终了温度Ar1-----------冷却时,奥氏体转变为珠光体温度Ar3-----------冷却时,奥氏体转变为铁素体的开始温度Arcm----------冷却时,二次渗碳体从奥氏体中析出的开始温度二.钢在加热时的转变以共析钢为例, 要使共析钢的珠光体转变为奥氏体,必须将钢加热至超过Ac1温度以上。
具体的转变过程可简单地认为是通过如下步骤完成的:形核奥氏体长大残余渗碳体溶解奥氏体均匀化注意:把钢加热到一定温度后,需要保温一段时间,其目的不仅是为了使工件心部达到与表面同样的温度,而且是为了获得成分均匀一致的奥氏体组织。
本质晶粒度:是表示某种钢的奥氏体晶粒长大的倾向性,即在规定的加热(930˚C±10˚C)和保温(3~8h)条件下,晶粒长大倾向的高低。
在评定钢材时,一般将具有1~4级晶粒度的钢称为本质粗晶粒度钢,而将5~8级晶粒度的钢称为本质细晶粒度钢。
三.钢在冷却时的转变(等温转变)过冷度:就是加热至奥氏体区域的钢在冷却过程中,由奥氏体转变为其他组织(珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体)的实际温度与临界温度(Ar1)之差。
过冷度的大小,决定了奥氏体转变后产物的性能和转变速度的快慢。
过冷奥氏体的等温转变:Ar1~650˚C, 得到珠光体组织(P)珠光体是铁素体和渗碳体的混合物。
渗碳体以片状分布时,称为片状珠光体,以颗粒状分布时,称为粒状珠光体。
一、钢的临界点是什么?
钢是一种铁合金,主要由铁、碳和其他元素组成。
在实际冷却条件下,钢的临界点指的是在特定温度下,钢的结构发生相变,从高温相转变为低温相的临界温度。
二、钢的相变过程
1.高温相钢的高温相又称为奥氏体,具有面心立方晶体结构。
在高温下,钢
的晶体结构比较松散,原子之间的间隙比较大,因此具有较好的塑性和热稳定性。
2.临界点当钢的温度下降到一定程度时,钢的结构会发生相变,从高温相转
变为低温相。
这个温度就是钢的临界点。
3.低温相钢的低温相又称为马氏体,具有体心立方晶体结构。
在低温下,钢
的晶体结构比较紧密,原子之间的间隙变小,因此具有较高的硬度和脆性。
三、钢的临界点影响因素
1.钢的成分钢中的不同合金元素的含量和种类会影响临界点的温度。
例如,
碳元素是钢中最主要的合金元素之一,不同碳含量的钢具有不同的临界点温度。
2.冷却速度钢的临界点温度还受到冷却速度的影响。
当钢在快速冷却的情况
下,临界点温度会降低;而在缓慢冷却的情况下,临界点温度会升高。
3.外界温度外界温度对钢的临界点也有影响。
在较低的外界温度下,钢的临
界点温度会相应降低。
四、钢的冷却过程
1.加热钢在冷却之前通常需要进行加热处理,以使其达到一定的温度。
加热
后,钢的晶体结构会发生改变,原子之间的间隙增大,使得钢具有较好的可塑性。
2.冷却加热后的钢被放置在冷却介质中进行冷却。
冷却的速度和方式会影响
钢的临界点温度和最终的组织结构。
3.相变当钢的温度降低到临界点温度时,钢的晶体结构会发生相变,从高温
相转变为低温相。
这个相变过程会导致钢的性质发生变化,例如硬度和脆性的增加。
4.固化钢在冷却过程中逐渐固化,最终形成具有一定组织结构的坚固钢材。
五、钢的临界点在实际应用中的意义
钢的临界点温度是钢材加工和使用过程中的重要参数,对于控制钢材的性能和组织结构具有重要意义。
具体来说,钢的临界点温度对以下方面有影响:
1.焊接和热处理在焊接和热处理过程中,需要控制钢材的温度,以保证其在
特定温度范围内进行相应的热处理和组织改变。
临界点温度的控制可以确保
焊接和热处理的效果和质量。
2.材料选择在不同应用场景下,需要选择具有合适临界点温度的钢材。
例如,
在低温环境下使用的钢材需要具有较高的临界点温度,以保证材料的性能稳
定性。
3.抗冷变性钢材的临界点温度也会影响其抗冷变性能。
临界点温度较高的钢
材,在低温环境下具有较好的抗冷变性能,能够保持稳定的力学性能和结构
稳定性。
六、小结
钢在实际冷却条件下的临界点是钢的重要特性之一,对钢材的加工、使用和性能具有直接的影响。
了解和掌握钢的临界点温度,对于合理选择和使用钢材,确保其性能和质量具有重要意义。
在实际应用中,我们需要根据具体需求,选择适合的钢材临界点温度,以满足工程项目的要求。
同时,在钢材加工和使用过程中,需要合理控制临界点温度,保证钢材的性能和组织结构达到预期效果。