金属工艺学—钢的热处理[整理版]

1、热处理定义：把固态金属材料通过一定的加热，保温和冷却以改变其组织和性能的一种工艺。

目的及意义：金属材料改变性能的方法，改变使用性能和工艺性能，充分利用材料的潜能，控制产品质量，节省资源和材料，缩短生产周期、降低成本2、固态相变定义：成分、温度、压力等因素改变时，固态物质内部发生的组织结构变化。

研究意义：控制过程→获得预期的组织→得到预期性能。

三种基本变化：成分；结构；有序度主要特点：相变阻力大，相界面结构关系，存在一定的位向关系和惯习面，非均匀、缺陷处形核，新相有特定形状`，原子迁移率低驱动力：新/旧两相自由能差,晶体缺陷能阻力：1，界面能界面能产生原因：界面有一定厚度和体积；原子错排；结合键受破坏→能量高三种界面类型：完全共格：界面原子完全匹配，除孪晶外，少见。

半共格：界面能与位错密度、错配度有关，借助弹性畸变保持界面的匹配。

非共格：界面能最大2，应变能产生原因：新/旧相比容不同（比容差应变能）。

界面错配→新/旧相硬匹配（共格应变能）共格界面应变能最大，非共格最小比容差应变能与新相几何形状有关，球形应变能最大，针状居中，片状最小3、奥氏体性能←力学性能：塑性好、强度低。

←物理性能：顺磁性。

比容小。

热膨胀系数大。

导热性能差。

←化学性能:抗腐蚀；耐热。

形成条件：（1）Ac1、Ac3、Accm以上，有一定的过热度。

（2），过热度大，容易形成（3），实际相变温度与加热速度有关，不是固定值，加热速度越快，Ac1、Ac3、Accm越高。

奥氏体形成（1）形核←球化体：优先在晶界的F/碳化物界面上形成，其次在晶内的F/碳化物界面上形成←片状P：优先在P团的界面上形成，其次在F/碳化物界面上形成←相界形核原因碳浓度起伏，如F中高浓度区有利于向A转变结构起伏→晶体结构改组容易能量起伏→杂质、晶体缺陷多→形核→降低界面能、应变能（2）长大←球化体：A包围碳化物，使碳化物与F分开，A形成F/A和C/A两个界面，双向推进长大。

钢的热处理工艺技术钢的热处理工艺技术是一种通过改变钢材的组织结构和性能来达到预期目标的方法。

不同的热处理工艺可以改善钢材的硬度、韧性、强度、耐磨性等性能，从而满足不同用途的要求。

以下是一些常见的钢的热处理工艺技术。

1. 退火：退火是将钢材加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温。

退火能改善钢材的塑性和韧性，减少内部应力，使其易于加工和变形。

2. 淬火：淬火是将钢材加热到临界温度以上，然后迅速冷却到室温。

淬火能提高钢材的硬度和强度，但会降低其韧性。

常见的淬火方法包括水淬、油淬和气体淬火等。

3. 回火：回火是将已经淬火的钢材重新加热到一定温度，然后通过不同的冷却速率进行冷却。

回火能减少淬火时产生的脆性，提高钢材的韧性和抗疲劳性能。

4. 正火：正火是将钢材加热到过冷状态下的温度，然后冷却到室温。

正火能改善钢材的强度和韧性，减少内部应力。

5. 淬火和回火：淬火和回火是一种常用的复合热处理工艺。

先将钢材淬火，然后进行回火，能够在保持一定硬度的同时提高韧性。

6. 软化退火：软化退火是用于消除冷加工或焊接后的钢材内部应力和硬度的一种热处理方法。

通过加热到一定温度，然后进行适当速率的冷却，使钢材恢复到一定的韧性和塑性。

7. 预应力退火：预应力退火是一种用于提高钢材的强度和韧性的热处理方法。

通过在加热阶段施加机械应力，然后进行退火处理，能够在保持较高强度的同时提高韧性和耐疲劳性能。

以上是一些常见的钢的热处理工艺技术，每种方法在实践中都有其适用范围和特定工艺参数。

合理选择和控制热处理工艺，能够使钢材达到所需的性能要求，并满足具体工程应用的需要。

钢的热处理工艺技术是钢材加工和制造过程中非常重要的环节，它能够改善钢材的性能，增加其应用价值。

随着现代工业的发展，钢材的应用领域越来越广泛，对于不同类型的钢材，需要采用适当的热处理工艺来实现所需的性能要求。

首先，退火是最常见的钢材热处理工艺之一。

退火过程中钢材被加热到一定温度，然后缓慢冷却到室温。

钢的热处理工艺钢的热处理工艺，是指通过加热、保温和冷却等工艺步骤，改变钢材的结构和性能。

热处理工艺可以使钢材具有更高的强度、硬度、耐磨性和耐蚀性，提高其使用性能。

常见的钢的热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等。

退火是钢材的一种常见热处理工艺。

通过加热钢材至适当温度后，进行保温一段时间，然后缓慢冷却至室温。

退火可以消除钢材的内应力，改善钢材的塑性和韧性，减少脆性，同时提高钢的延展性和可加工性。

正火是指将钢材加热至高于临界温度后，进行保温一段时间，然后将钢材风冷或水冷至室温。

正火可以提高钢材的强度和硬度，改善其耐磨性能。

正火过程中的冷却速度较缓慢，使得钢材晶粒长大，同时降低了内应力。

淬火是将加热至临界温度的钢材迅速冷却，使其组织转变为马氏体。

马氏体是一种具有高强度和硬度的组织。

淬火工艺中的冷却速度非常快，可以制造出高强度的硬质钢。

回火是将淬火后的钢材加热至一定温度，并保持一定时间后，再进行冷却。

回火工艺可以降低淬火后钢材的脆性，提高其韧性，增加塑性和抗热应力能力。

回火也可用于调整钢材的硬度和强度。

除了上述常见的热处理工艺外，还有调质、表面硬化、固溶处理等多种热处理方法可用于钢材加工。

总之，钢的热处理工艺通过改变钢材的结构和性能，使其具备更好的力学性能和耐磨性能。

热处理工艺的选择需要根据钢材的成分、用途和要求来确定，以确保最佳的性能结果。

钢材在现代工业中被广泛应用，其性能可以通过热处理工艺得到显著提升。

这些热处理工艺能够改变钢材的组织结构，并调整其力学性能和物理性能。

一种常见的钢材热处理工艺是退火。

退火是将钢材加热至高温，然后经过保温一段时间，最后缓慢冷却至室温。

退火过程中，钢材的晶粒会得到细化，内应力被消除，从而提高了材料的塑性和韧性。

退火也可以减少脆性，并改善加工性能和可塑性。

另一种常见的热处理工艺是正火。

正火是将钢材加热至高于临界温度，然后经过保温一段时间，最后通过风冷或水冷来快速冷却。

正火可以增加钢材的强度和硬度，改善其耐磨性能。

冈的热处理第一章钢的热处理热处理工艺包括：将钢材或钢制件加热到预定温度，在此温度下保温一定时间。

然后一定的冷却速度冷却下来，达到热处理所预定的对钢材及钢制件的组织与性能的要求。

1.1□制定钢的加热制度加热温度、加热速度、保温时间。

1.1.1加热温度的选择加热温度取决于热处理的目的。

热处理分为：淬火、退火、正火、和回火等。

淬火的目的是为了得到细小的马氏体组织，使钢具有高的硬度；退火及正火的目的是获得均匀的珠光体组织，因此其加热温度不同。

在具体制定加热温度时应按以下原则：热处理工艺种类及目的要求；被加热钢材及钢制件的化学成分和原始状态；钢材及钢制件的尺寸和形状以及加热条件来制定。

对于碳钢及低合金钢的加热温度：亚共析钢淬火温度：A「q以上30〜50℃；C3过共析钢淬火温度：A C3以上30〜50℃;亚共析钢完全退火：A C3以上20〜30℃；过共析钢不完全退火：A C3以上20〜30℃；正火A C3或A CM以上30〜50℃；1.1.2加热速度的选择必须根据钢的化学成分及导热性能；钢的原始状态及应力状态；钢的尺寸及形状来确定加热速度。

如钢的原始状态存在着铸造应力或轧煅热变形残余应力时，在加热是应特别注意。

对这类钢要特别控制低温阶段的加热速度。

钢的变形与热裂倾向是以钢的化学成分及原始状态不同而不同，主要有以下几点：a）低碳钢比高碳钢热烈倾向小；b）碳钢比合金钢变形开裂倾向小；c）钢坯和成品件比钢锭变形和开裂倾向小；d）小截面比大截面的钢变形和开裂倾向小。

1.1.3钢在加热时的缺陷a）过热：过热就是由于加热温度过高，加热时间过长使奥氏体晶粒过分长大。

粗大的奥氏体晶粒在冷却时产生粗大的组织，并往往出现魏氏组织，结果是钢的冲击韧性、塑性明显下降。

已过火的钢可以在次正火或退火加以纠正。

b）强烈过热：加热温度过高或加热保温时间过长，使氧或硫沿晶界渗入钢中或者钢中的精选范本硫与氧在高温下溶解于奥氏体中，在冷却过程中硫或氧以化合物形态沿粗大的奥氏体晶界析出。

第四章钢的热处理技术所谓钢的热处理技术是将钢在固态下以适当的方式进行加热,保温和冷却,以获得所需组织和性能的工艺方法.热处理是强化金属材料,提高产品质量和寿命的主要途径之一.绝大部分重要的机械零件,在制造过程中都必须进行热处理.根据加热和冷却方法不同,将钢的常用热处理分类如下:尽管热处理种类繁多,但其基本过程都是由加热,保温和冷却三个阶段组成.图4-1为最基本的热处理工艺曲线形式.改变加热温度,保温时间,冷却速度等参数,会在一定程度上发生相应的预期组织转变,从而改变材料的性能.由此可知,控制加热温度,保温时间和冷却速度就可以控制钢的组织和性能. 1. 钢在加热时的转变(奥氏体化)加热是热处理的第一道工序.大多数热处理工艺首先要将钢加热到相变点(又称临界点)以上,目的是获得奥氏体.Fe-Fe3C相图相变点A1,A3,Acm是碳钢在极缓慢地加热或冷却情况下测定的.但在实际生产中,加热和冷却并不是极其缓慢的,因此,钢的实际相变点都会偏离平衡相变点.即:加热转变相变点在平衡相变点以上,而冷却转变相变点在平衡相变点以下.通常把实际加热温度标为Ac1,Ac3,Accm,,实际冷却温度标为Ar1,Ar3,Arcm.如图4-1所示.钢的相变点是制定热处理工艺参数的重要依据,各种钢的相变点可在热处理手册中查到.1.1奥氏体的形成过程钢加热到Ac1点以上时会发生珠光体向奥氏体的转变,加热到Ac3和Accm以上时,便全部转变为奥氏体,这种加热转变过程称为钢的奥氏体化.奥氏体的形成过程是珠光体转变为奥氏体的一个重新结晶的过程.由于珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物,铁素体与渗碳体的晶格类型不同,含碳量差别很大,转变为奥氏体必须进行晶格的改组和铁碳原子的扩散.下面以共析钢为例说明奥氏体化大致可分为四个过程,如图4-2所示.1.1.1奥氏体形核奥氏体的晶核上首先在铁素体和渗碳体的相界面上形成的.由于界面上的碳浓度处于中间值,原子排列也不规则,原子由于偏离平衡位置处于畸变状态而具有较高的能量.同时位错和空间密度较高铁素体和渗碳体的交接处在浓度结构和能量上为奥氏体形核提供了有利条件.1.1.2奥氏体长大奥氏体一旦形成,便通过原子扩散不断张大在于铁素体接触的方向上,铁素体逐渐通过改组晶胞向奥氏提转化;在与渗碳体接触的方向上,渗碳体不断溶入奥氏体. 1.1.3残余渗碳体溶解由于铁素体的晶格类型和含碳量的差别都不大,因而铁素体向奥氏体的转变总是先完成.当珠光体中的铁素体全部转变为奥氏体后,仍有少量的渗碳体尚未溶解.随着保温时间的延长,这部分渗碳体不断溶入奥氏体,直至完全消失.1.1.4奥氏体均匀化刚形成的奥氏体晶粒中,碳浓度是不均匀的.原先渗碳体的位置,碳浓度较高;原先属于铁素体的位置,碳浓度较低.因此,必须保温一段时间,通过碳原子的扩散获得成分均匀的奥氏体.这就是热处理应该有一个保温阶段的原因.应当指出,在生产中钢的热处理并非都要求达到奥氏体均匀化,而是根据热处理的目的,控制奥氏体形成的不同阶段..应当指出,在生产中钢的热处理并非都要求达到奥氏体均匀化,而是根据热处理的目的,控制奥氏体形成的不同阶段.亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程与共析钢基本相似,不同之处是亚共析钢和过共析钢需加热到Ac3或Accm以上时,才能获得单一的奥氏体组织,即完全奥氏体化.但对过共析钢而言,此时奥氏体晶粒已粗化.1.共析钢碳溶解在铁的晶格中形成固溶体，碳溶解到α——铁中的固溶体叫铁素体，溶解到γ——铁中的固溶体叫奥氏体。

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钢的热处理名词解释
钢是最常用的金属材料之一，它是用铁和其他合金材料制成的。

钢的热处理是一种常见的金属材料处理方法，它可以改变金属材料的性能和结构。

因此，热处理是许多领域的生产所必需的过程。

具体而言，钢的热处理通常指对钢进行加热、保温和冷却处理，以便改善其物理和机械性能，或用于制造特定结构的钢结构。

可以说，热处理是钢特性和性能形成的基础，也是生产行业发展的一个重要关键点。

此外，钢的热处理可以分为淬火、回火、正火和温处理等几种，其中淬火是最常用的一种，淬火是指将钢放入特定温度的水或油中，使钢中的碳原子以溶解的形式分散，以改善钢的抗弯强度和韧性，增加钢的硬度和韧性。

此外，回火是一种常见的热处理方法，通常用于减轻钢的抗弯强度，提高其韧性和延展性，以便更好地抵抗重复疲劳。

回火处理钢时，应该注意，可以利用不同的温度控制，以使其内部构型在一定的温度下发生改变。

此外，正火是钢的热处理的另一种方法，它的作用是使钢变得更加柔韧，以增加其韧性和伸长性。

正火也可以用于改变钢的组织结构，以改善其物理和机械性能。

最后，温处理是钢的热处理的另一种方法，它的作用是改变钢的
组织结构，从而改善其物理和机械性能。

通过温处理，可以调节钢的硬度、韧性和组织，以达到一定的性能需求。

总之，钢的热处理是改变金属材料性能的重要过程，可以改善钢的物理和机械性能，以及改变钢的组织结构，从而提高工艺性能。

钢的热处理通常可以分为淬火、回火、正火和温处理，它们都在众多领域发挥重要作用，为社会和工业发展做出了巨大贡献。