钢的热处理1

2、临界温度与实际转变 、 温度 铁碳相图中PSK、GS、ES 铁碳相图中 线分别用A 表示. 线分别用 1、A3、Acm表示
第一节 钢在加热时的转变
加热是热处理的第一道工序。 加热是热处理的第一道工序。 一、奥氏体的形成过程 奥氏体化也是形核和长大 的过程，分为四步。 的过程，分为四步。现以 共析钢为例说明： 共析钢为例说明：
第五章 钢的热处理
改善钢的性能，主要有两条途径： 改善钢的性能，主要有两条途径： 一是合金化，这是下几章研究的内容； 一是合金化，这是下几章研究的内容； 二是热处理，这是本章要研究的内容。 二是热处理，这是本章要研究的内容。
概述
1、热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却， 、热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却， 以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺 以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺. 为简明表示热处理 的基本工艺过程， 的基本工艺过程， 通常用温度—时间 通常用温度 时间 坐标绘出热处理工 坐标绘出热处理工 艺曲线。 艺曲线。
第四步 奥氏体成分均匀 溶解后， 化：Fe3C溶解后，其所 溶解后 在部位碳含量仍很高， 在部位碳含量仍很高， 通过长时间保温使奥氏 体成分趋于均匀。 体成分趋于均匀。
温 度 ， ℃
共析钢奥氏体化曲线（ 共析钢奥氏体化曲线（875℃退火） 曲线 ℃退火）
共析钢奥氏体化过程
亚共析钢和过共析钢的奥 亚共析钢和过共析钢的奥 氏体化过程与共析钢基本 相同。但由于先共析α 相同。但由于先共析α 或 二次Fe 的存在 的存在， 二次 3C的存在，要获得 全部奥氏体组织， 全部奥氏体组织，必须相 应加热到Ac3或Accm以上 以上. 应加热到
冷却是热处理更重要的工序。 冷却是热处理更重要的工序。 处于临界点A1以下的奥氏体称过冷奥氏体。过冷奥 过冷奥氏体。 处于临界点 以下的奥氏体称过冷奥氏体 氏体是非稳定组织，迟早要发生转变。 氏体是非稳定组织，迟早要发生转变。转变产物取 决于它的转变温度

《钢的热处理》习题与思考题参考答案（一）填空题1．板条状马氏体具有高的强度、硬度及一定的塑性与韧性。

2．淬火钢低温回火后的组织是 M回（+碳化物+Ar），其目的是使钢具有高的强度和硬度；中温回火后的组织是 T回，一般用于高σe 的结构件；高温回火后的组织是S回，用于要求足够高的强度、硬度及高的塑性、韧性的零件。

3．马氏体按其组织形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体两种。

4．珠光体按层片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。

5．钢的淬透性越高，则临界冷却却速度越低；其C曲线的位置越右移。

6．钢球化退火的主要目的是降低硬度，改善切削性能和为淬火做组织准备；它主要适用于过共析（高碳钢）钢。

7．淬火钢进行回火的目的是消除内应力，稳定尺寸；改善塑性与韧性；使强度、硬度与塑性和韧性合理配合。

8．T8钢低温回火温度一般不超过 250℃，回火组织为 M回+碳化物+Ar ，其硬度大致不低于 58HRC 。

（二）判断题1．随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减小，板条状马氏增多。

（×）2．马氏体是碳在a-Fe中所形成的过饱和间隙固溶体。

当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生收缩。

（×）3．高合金钢既具有良好的淬透性，又具有良好的淬硬性。

（×）4．低碳钢为了改善切削加工性，常用正火代替退火工艺。

（√）5．淬火、低温回火后能保证钢件有高的弹性极限和屈服强度、并有很好韧性，它常应用于处理各类弹簧。

（×）6．经加工硬化了的金属材料，为了基本恢复材料的原有性能，常进行再结晶退火处理。

（√）（三）选择题1．钢经调质处理后所获得的组织的是 B 。

A．淬火马氏体 B．回火索氏体 C．回火屈氏体 D．索氏体2．若钢中加入合金元素能使C曲线右移，则将使淬透性 A 。

A．提高 B．降低 C．不改变 D．对小试样提高，对大试样则降代3．为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进行正火，其加热温度是 A 。

钢的热处理工艺设计经验公式大全热处理是钢材加工过程中非常重要的一环，通过改变钢材的晶体结构和组织状态，可以提高钢材的力学性能和耐腐蚀性能。

热处理工艺设计是确定热处理参数和过程的过程。

在热处理工艺设计中，经验公式是实践经验的总结，可以作为指导设计的依据。

以下是一些常用的钢的热处理工艺设计经验公式：1.碳钢淬火温度（Tc）经验公式：Tc=727+0.33*C其中，Tc为淬火温度（单位：摄氏度），C为碳含量（单位：百分比）。

这个公式是根据碳钢的相图和强度要求推导出来的。

2.碳钢回火温度（Th）经验公式：Th=500+5*HRC-10其中，Th为回火温度（单位：摄氏度），HRC为硬度值（单位：洛氏硬度）。

这个公式是一种经验化的关系，用于估算碳钢的回火温度。

3.碳钢退火温度（Ta）经验公式：Ta=800+20*M-10*F其中，Ta为退火温度（单位：摄氏度），M为马氏体体积分数（百分比），F为珠光体体积分数（百分比）。

这个公式是根据马氏体转变的温度范围和组织形态确定的。

4.合金钢的时效温度（Ts）经验公式：Ts=Ac3+100-60*Ln(t)其中，Ts为时效温度（单位：摄氏度），Ac3为奥氏体转变温度（单位：摄氏度），t为时效时间（单位：小时）。

这个公式是用于选择合金钢的时效温度和时间。

5.不锈钢的固溶温度（Ts）经验公式：Ts=0.6*Ac1+0.4*Ac3其中，Ts为固溶温度（单位：摄氏度），Ac1为铁素体转变温度（单位：摄氏度），Ac3为奥氏体转变温度（单位：摄氏度）。

这个公式是选择不锈钢的固溶温度的经验方法。

6.复合材料的固化温度（Tc）经验公式：Tc=0.6*Tg+0.4*Tm其中，Tc为固化温度（单位：摄氏度），Tg为玻璃化转变温度（单位：摄氏度），Tm为熔融转变温度（单位：摄氏度）。

这个公式适用于选择复合材料的固化温度。

实际加热或冷却时存在着过冷或过热 现象，因此将钢加热时的实际转变温 度分别用Ac1、Ac3、Accm表示;冷却时 的实际转变温度分别用Ar1、Ar3、Arcm 表示。
由于加热冷却速度直接影响转变温度 ，因此一般手册中的数据是以3050℃/h 的速度加热或冷却时测得的.
第二节 钢在加热时的转变
加热是热处理的第一道工序。加热分两种：一种是在A1以下加热，不发生相变； 另一种是在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化。
20CrMnTi钢不同热处理工艺的显微组织
根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点不同，将热处理工 艺分类如下：
、火焰加热、
热处理
表面热处理
电接触加热等 化学热处理—渗碳、氮化、碳氮
共渗、渗其他元素等
控制气氛热处理
其他热处理
真空热处理 形变热处理
激光热处理
上贝氏体转变过程
上贝氏体转变过程观察
当转变温度较低（350- 230℃) 时，铁素体在晶界或晶内某些晶面上长成 针状，由于碳原子扩散能力低,其迁移不能逾越铁素体片的范围，碳在铁 素体的一定晶面上以断续碳化物小片的形式析出。
贝氏体转变属半扩散型转变，即只有碳原子扩散而铁原子不扩散，晶格类 型改变是通过切变实现的。
使切变部分的形状和体积发生变化，引起相 邻奥氏体随之变形，在预先抛光的表面上产 生浮凸现象。
马氏体转变 切变示意图
马氏体转变产生的表面浮凸
⑶ 降温形成 马氏体转变开始的温度称上马氏
体点，用Ms 表示.
马氏体转变终了温度称下马氏体 点，用Mf 表示.
只要温度达到Ms以下即发生马氏 体转变。
在Ms以下，随温度下降,转变量 增加，冷却中断,转变停止。
核率越高, 晶粒越细. ⑶合金元素：