简析钢的热处理

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 简析钢的热处理 摘 要：本文针对钢的热处理的 原理与过程进行简析与概述，分析了加 热与冷却时的组织转变过程，包括组织 奥氏体化与重结晶过程，并分析了影响 奥氏体化速度和晶粒度大小的因素，对 比了亚共析成分、共析成分和过共析成 分的冷却曲线，并分析了实际曲线与理 论曲线的不同点。最后本文列举了 4 种 钢的热处理工艺，简述了其过程与目的。 中国论文网 /1/view-13026495.htm 关键词：热处理；奥氏体化；冷 却曲线 DOI：10.16640/ki.37- 1222/t.2018.08.027 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 1 加热时组织的转变 1.1 奥氏体化 1.1.1 组织转变的临界温度 根据铁碳相图可知，加热时亚共 析钢、共析钢、过共析钢奥氏体化的转 变温度线分别为 GS 线、PSK 线和 ES 线1，在热处理过程中分别对应于 A3 线、A1 线和 Acm 线，而实际处理过程 如图 1 所示，加热时温度要高于理论温 度，实际温度线为 Ac3 线、Ac1 线和 Accm 线，冷却时温度要低于理论温度， 实际温度线为 Ar3 线、Ar1 线和 Arcm 线。 1.1.2 转变过程 钢的奥氏体化2分为四个过程： 奥氏体晶核的形成、奥氏体晶核的长大、 剩余渗碳体的溶解、奥氏体成分的均匀 化。 1.2 对奥氏体化速度的影响因素 加热温度：加热温度越高，奥氏 体化速度越快。 加热速度：加热速度直接影响加 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 热温度，二者正相关，由此可知加热速 度越快，奥氏体化速度越快。 钢中的碳含量：碳含量直接影响 铁素体和渗碳体的相界面积，二者也是 正相关，而相界面增大，奥氏体化速度 增大。 合金元素：加快奥氏体化的常见 合金元素有 Co、Ni 等元素，减慢奥氏 体化的常见合金元素有 Cr、Mo、V 等 元素。 转变前的组织形态：片状渗碳体 层片间距越小越有利于加速奥氏体化。 1.3 晶粒度 14 级晶粒度较粗，58 级晶 粒度较细，其大小受如下因素影响：加 热温度：加热温度越高，保温时间越长 晶粒越粗；碳含量：碳阻碍晶粒长大， 因此碳含量越高，晶粒越细； 其他元素：Ti、V、Nb、O 等元 素阻碍阻碍晶粒长大，有利于细化晶粒； Mn、P 等促进晶粒长大。 2 冷却时组织的转变 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 2.1 等温转变 如图 2 所示，共析成分有高温和 中温两个转变区，高温转变：，为扩散 型转变4，转变后的珠光体组织按层间 距可分为：珠光体（P ） 、索氏体（ S） 和屈氏体（T） ，层片间距依次减小；中 温转变：，为半扩散型转变，按照转变 温度和组织的形状分为上贝氏体和下贝 氏体。上贝氏体：，羽毛状，硬而脆， 没有实用价值；下贝氏体：，黑色针状。 上贝氏体和下贝氏体没有明显的界线。 相较于共析成分，亚共析成分的 转变多了铁素体转变区，未转变成铁素 体的奥氏体继续在相应温度区间转变为 珠光体或贝氏体，随碳含量增加，C 曲 线右移，Ms 和 Mf 线下移；过共析成分 的转变多了渗碳体转变区，随碳含量增 加，C 曲线左移，Ms 和 Mf 线下移。 2.2 连续冷却转变 如图 3 所示，共析成分冷却转变 时，当冷却速度大于时，将无 P 生成， 过冷 A 将全部转变为 M；当冷却速度 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 小于时，过冷 A 全部转变为 P，转变后 的组织为 P+M，由于转变不完全。在马 氏体转变区为连续冷却过程，马氏体生 成速度较快，且生成时体积膨胀，按照 生成物组织形状不同，分为板条状马氏 体、针状马氏体以及二者的混合物。两 种转变都会有残余奥氏体5，与等温转 变相比，共析成分连续转变没有贝氏体 生成，且转变曲线略靠右下。 相较于共析成分，亚共析成分转 变时多了铁素体转变区和贝氏体转变区， 过共析成分首先出现渗碳体转变区。 3 热处理的方法与工艺 退火：加热、保温、缓慢冷却， 按照应用可分为等温退火、去应力退火、 球化退火、完全退火、扩散退火。 正火：加热、保温、空冷，亚共 析成分空冷后转变为 F+S，共析成分转 变为 S，过共析成分转变为和渗碳体。 淬火：加热、保温、水淬或油淬， 水淬时盐溶液可改善冷却