固态相变复习总结

1、态相变复习总结1、固态相变概念金属（包括纯金属与合金）和陶瓷等固态材 料在温度和压力改变时，组织、结构的变化。2、共析转变合金在冷却时由一个固相分解为两个不同固相的 转变称为共析转变（如珠光体转变）3、相变阻力新相与母相基体间形成界面所增加的界面能新相 与母相体积差所引起的弹性应变能新相中亚结构的形成所需要的 能量4、几种相界面和惯习面（1）共格界面（2）半共格界面（3）非共格界面5、固态相变的基本特点：（1）相变阻力大。（2） 一般有特 定的形状。（3）新相与母相一般有特定的为相关系和习惯面。（4）原子迁移率低，多数相变受扩散控制。（5）相变市容易产 生压稳相。（6）在新相得非均匀形核。第三

2、章1、奥氏体定义奥氏体是碳溶于V-Fe （面心立方）中形成的 间隙固溶体，存在于共析温度以上，最大碳含量为2、11%2、奥氏体的性能硬度、屈服强度均不高塑性好（面心立方， 滑移系多），易锻造加工。比容小（fee是最密排的点阵结构）， 利用此特性可用膨胀仪来测定奧氏体的转变情况。扩散系数小， 使热强性好，可用作高温用钢导热性差，线膨胀系数较F和Fe3C 高一倍顺磁性，可作为无磁性钢3、A的组织颗粒状和针状4、平衡组织通过缓慢冷却所得到的珠光体以及先共析铁素体 与渗碳体等组织5、不平衡组织通过较快的速度进行冷却时获得的组织；如马 氏体，贝氏体等6、过热度：转变温度与临界点A1之差（4T）过热度越大

3、， 驱动力越大，转变速度越快。7、奥氏体的形成是一个渗碳体的溶解，铁素体到奥氏体的点 阵重构以及碳在奥氏体中的扩散的过程。有4个阶段：（1）奥氏体形核；（2）奧氏体晶粒长大；（3）残留碳化 物溶解；（4）奥氏体成分均匀化；8形核：形成位置：在F和 Fe3C交界面上通过扩散机制形成。原因：（1）成分上：在相界面 上容易形成A所需的浓度起伏；（2）能量上：在相界上形核使 界面能减小，应变能减小，使热力学条件更容易满足9、影响奥氏体形成速度的因素：（1）钢的成分；（2）原始 组织；（3）加热温度；（4）合金元素；10、等温转变动力学曲线：奥氏体的等温动力学曲线是一定 温度下等温时，奧氏体的形成量与等

4、温时间的关系曲线特点:1） 转变需要孕育期2）曲线呈S型初期：速度随时间加快；50%后：速度下降3）随温度升 高，孕育期缩短，速度加快11、亚共析钢A转变的特点：珠光体首先转变为A。受C在A 中扩散控制，速度较快。A向F界面推移，使F慢慢转变为A。受 C在F中扩散所控制。C原子作较长距离的扩散，形成速度极慢。 转变速度与碳含量有关，碳含量越高，转变速度越快。12、连续加热时奥氏体的形成特点：在一定的加热速度范围 内，临界点随加热速度增大而升高。相变是在一个温度范围内完 成的（速度越快，范围越宽）。A形成速度随加热速度增加而加 快。快速连续加热时形成的A成分不均匀性增大。奥氏体起始晶 粒度随加热

5、温度增大而细化。13、亚共析钢的原始组织：先共析铁素体加珠光体过共析钢 的原始组织：珠光体加渗碳体。14、晶粒度设n为放大100倍时每平方英寸in2面积内的晶 粒数，则下式中N即为晶粒度。n二2 N-1晶粒越细，N越大。起 始晶粒：加热转变终了时所得的A晶粒；实际晶粒：长大到冷却 开始时的A晶粒；本质晶粒：930C保温3、8小时所得的晶粒；15、A晶粒长大机理长大方式：通过界面迁移而长大驱动 力：来自A晶界的界面能。A晶粒的长大将导致界面能降低P = 2 v/RP一驱动力，R-球面晶界曲率半径，Y-界面能晶粒越 小，界面能越大，长大驱动力越大16、影响奥氏体晶粒长大的因素：（1）加热温度和保温

6、时 间；（2）加热速度；（快速加热和短时保温可以获得细小奥（3）碳含量；氏体晶粒）（4）氧化剂及合金含量；（5）原 始组织；（6）第二相粒子；（阻止A长大，对晶界起钉扎作用）17组织遗 传：非平衡的粗晶有序组织（马氏体、贝氏体、魏氏组织等）在 一定加热条件下所形成的奥氏体晶粒继承或恢复原始粗大晶粒的 现象。18、影响因素原始组织（非平衡组织，马氏体、贝氏体等） 加热速度（慢速或快速加热）奥氏体形态（针状和颗粒状）第四 章1、（过冷）奥氏体钢加热至临界点以上，保温一定时间，将形 成高温稳定组织一A。A冷却至临界点以下，就不再是稳定组织， 一般称过冷A。2、转变类型依据转变机制不同，过冷奥氏体转变

7、分为：珠光 体转变（高温转变）贝氏体转变（中温转变）马氏体转变（低温 转变）3、珠光体转变扩散型转变Y-P （F+Fe3C）常见组织形态： 片状，粒状4、片状珠光体，粒状珠光体力学性能：片状珠光体的强 度、硬度以及塑性均随着珠光体团直径和片间距的减小而升高。 粒状珠光体与片状珠光体相比，在成分相同的情况下，粒状珠光 体的强度、硬度稍低，塑性较好，可切削加工性好，对刀具磨损 小，加热淬火时的变形、开裂倾向小。高碳钢在机加工和热处理 前常要求先进行球化处理得到粒状珠光体组织。5、贝氏体转变；中温转变（也是F和Fe3C的混合物）铁原子 难以扩散，碳原子扩散能力下降转变机制不同形态：上贝氏体（350-

8、550°C）（羽毛状）下贝氏体（Bs-35（TC）（黑色针状或 竹叶状）与上贝氏体相比，下贝氏体具有较高的强度和硬度，同 时塑性和韧性也较好。因此生产中常采用等温淬火方法以获得下 贝氏体组织来改善钢的机械性能，并能减小淬火内应力及变形、 开裂倾向。6、马氏体转变：低温转变（淬火-主要的强化手段）铁、碳 原子均无扩散能力一-无扩散型转变转变机制-晶格改组实质：碳 在a-Fe中的过饱和固溶体。组织形态：片状马氏体（高碳钢）板条状马氏体（低碳钢）7、过冷A的TTT图：过冷A分为三个温度区：高温区：临界点以下由髙温向低温：珠光体索氏体屈氏体 低温区:Ms点以下为M 中温区： 上贝氏体下贝氏体

9、转变开始线，终了线孕育期、鼻子8、TTT图的测定方法：金相硬度法：膨胀法：利用钢在相变 时发生的比容变化来测定磁性法：利用A为顺磁性，而转变产物 为铁磁性的特性电阻法：利用转变产物与过冷A具有不同的电阻 率的特点9、TTT图基本类型：（1）具有单一 C形曲线（碳钢、含硅、 镰等合金钢）（2）双C形，珠光体转变向右显著推移（3）双C 形，贝氏体转变向右推移（4）只有贝氏体转变的C曲线（5）只 有珠光体转变的C曲线（6）在Ms点以上整个温度区间不出现C 曲线（奥氏体钢）10、影响过冷ATTT图的因素：（1）碳含量及合金元素影 响随着碳含量的增加，奥氏体稳定性增大，C曲线位置向右移动。 Co、Al

10、Me,均使C曲线右移即增加了过冷A的稳定性。（2 ）人的 均匀化程度（3） A晶粒尺寸和均匀化程度细小晶粒有利于P形 核，使P转变线左移A均匀化程度越高，曲线右移，并使Ms点下 降（4）奧氏体塑性变形的影响形变可使奥氏体晶粒细化（通过再 结晶），或增加亚结构（位错、李晶、滑移带），将加速P转变11、过冷奥氏体连续冷却转变与等温转变律差别较大连续冷 却时，在一定温度范围内进行转变，转变往往重叠，组织不均匀12、过冷奥氏体CCT图特点有一组冷却曲线，曲线的终端数 字表示在该冷却速度下转变产物的硬度值冷却曲线和转变终了点 交点处的数字为转变产物的百分量Ms点右侧为斜线，因为P、B 转变提高了 A中的

11、碳含量，使Ms点下降。13、CCT图与TTT图的比较（1）连续冷却转变CCT曲线都处 于同种材料的等温转变TTT曲线的右下方。（2）从形状上看，连 续冷却转变CCT曲线不论是珠光体转变区还是贝氏体转变区，都 只有相当于等温转变TTT曲线的上半部。（3）碳钢连续冷却时可 使中温的贝氏体转变被抑制。（4）合金钢连续冷却时可以有珠光体转变而无贝氏体转变， 也可以有贝氏体转变而无珠光体转变，或者两者兼而有之。14、TTT图和CCT图的应用（1）预测热处理后零件的组织及 性能（2）确定淬火临界冷却速度（3）确定工艺规程钢的热处理 钢的退火:退火是钢的热处理工艺中应用最广，花样最多的一种工 艺。目的：降低

12、硬度、改善组织、提高加工性能。退火是将钢加 热到适当的温度，经过保温后以适当的速度冷却的一种处理2、退火的分类完全退火等温退火球化退火扩散退火（均匀化 退火）再结晶退火去应力退火1）完全退火和不完全退火:完全退 火：指加热使钢完全得到A后慢冷的工艺亚共析钢T>Ac3,过 共析钢T>Acm （不能采用？）？过共析钢加热会产生网状渗碳 体。目的：获得低硬度，改善组织和切削加工性，消除内应力冷 却方式：随炉冷却，冷速V30C/h组织：接近平衡状态的组织应 用：中低碳钢的铸件、焊接件、热轧或热锻件 不完全退火：将 钢件加热到Acl与Ac3或Acm之间的某一温度，经保温后缓冷下 来的工艺。目

13、的：减小组织的分散度，消除应力，降低硬度对于 共析或过共析钢来说，不完全退火可以使片状珠光体变为粒状珠 光体或球状珠光体，也称球化退火。完全退火的工艺参数选择： 加热温度原则上碳钢选用Ac3以上3050°C,合金钢选用Ac3以 上5090°Co加热速度 碳钢的加热速度常用1502009/小时， 合金钢加热速度常用501009/小时。保温时间为了得到比较均 匀的奥氏体。冷却速度2）等温退火温度与完全退火相同，冷却时 则在Ari以下的某一温度等温，使之发生P转变，然后出炉空冷 到室温。特点：等温退火可缩短退火时间，所得组织更均匀应 用：合金结构钢，碳钢一般不采用完全退火与等温退

14、火工艺曲线 比较3）球化退火目的：得到球化体组织（具有最佳塑性、最低硬 度）应用：塑性-有利于低碳钢和中碳钢的冷成形 低硬度-有利 于工具钢和轴承钢最终热处理前的切削加工。获得球化体的途 径：P的球化由A转化为球化M在高温下（低于A1）分解 一调质处理（回火索氏体）4）扩散退火（均匀化退火）目的：消 除钢锭钢铸件中不可避免的成分偏析温度：远高于Ac3, 般为1100-1200C时间：lh/25mm 截面厚为了节省能耗，一般在钢开坯后锻轧加热时，适当延长保 温时间5）低温退火（消除应力退火）目的：消除因冷加工或切削 工以及热加工后快冷而引起的残余应力，避免变形、开裂或随后 处理的困难温度：碳钢、

15、低合金钢 550-650C高合金钢 600-750C冷却： 炉冷到500C后再空冷6）再结晶退火目的：使冷变形钢通过 再结晶完全转变为均匀的等轴晶粒，而恢复塑性、降低硬度，以 利于随后的再变形或获得稳定的组织。温度：650C, 0、5 lh工 业纯金属的再结晶温度经验公式丁再=（0、350、40） T熔2、钢的正火定义：将钢加热到Ac3或Accm以上30-50C保 温，然后空气中自然冷却。获得细珠光体组织目的：细化晶粒， 使组织均匀化，改善铸件的组织和低碳钢的切削加工性可作为预 备处理，为随后的热处理作准备可作为最终热处理，用以改善 板、管、带材的力学性能正火与退火的性能比较项目正火退火冷 却

16、方式F先与P形成温度F晶粒尺寸和P层片间距强度、硬度塑 性空冷低小高低炉冷稍高稍大稍低高2）正火工艺的选择（1）正 火温度正火温度一般为Ac3 （或Acm） +3050°Co如果正火作 为预先热处理，应采用上限温度，这样有利于组织均匀化。如果 正火作为最终热处理，则应采用下限温度，可以得到较细小的奥 氏体晶粒。（2）正火的加热速度和保温时间与完全退火相似， 碳钢的加热速度常用1502009/小时，合金钢加热速度常用 501009/小时。（3）正火的冷却方式应根据工件的成分和尺 寸来确定。中碳钢、低合金结构钢以及尺寸较小的钢件采用较慢 的冷却速度。低碳钢或是尺寸较大的钢件应增大冷却速度

17、。3）退火和正火的选用（1）低碳钢通过正火可以获得晶粒比 较细小的铁素体和珠光体，使组织均匀，硬度适当，易于切削。（2）中碳钢含碳量不超过0、45%的钢选用正火，含碳量超 过0、45%的钢和一些合金含量较高的中碳结构钢，采用退火比较 合适。（3）高碳钢 高碳钢采用退火最合适。高碳工具钢采用正 火消除网状碳化物，一般还需进行球化退火处理4）碳钢的硬度与 热处理的关系3、钢的淬火定义：将钢加热到临界温度以上，保温一定时间 使之A化后，以大于临界冷却速度的冷速进行冷却的一种工艺过 程。组织：M, B或M+B混合物；少量残余和未溶的第二相。1） 目的（与回火配合）提高强韧性，如各种机器零件 提高弹性，

18、 如弹簧提高耐蚀性和耐热性，如不锈钢和耐热钢。提高硬度和耐磨性，如刃具、量具、模具提高硬磁性，如用 高碳钢和磁钢制的永久磁铁一淬火是使钢强化和获得某些特殊使 用性能的主要方法2）淬火方法8、单液淬火 b、双液淬火 c、分级淬火d、B等温淬火e、M等温淬火 f、预冷淬火 法3）淬火介质要求：在中温（鼻子附近）时有较强的冷却能力， 在低温时冷却慢，有降低淬火变形和开裂的倾向。第一类：淬火 时发生物态变化：水，油，水溶液第二类：淬火时不发生物态变 化：如熔盐、熔碱、融熔金属等。常用淬火介质：水：使用最早 的淬火介质。价廉易得，有较强的冷却能力。盐水与碱水：在水 中添加510%盐或碱，可大大提高冷却能

19、力。油：一般用矿物油， 低温区的冷速远小于水，将有利于防止工件的变形与开裂。熔 盐、熔碱及金属：多用于分级淬火及等温淬火，当工件温度较高 时，冷速很高；当工件接近于介质温度时，冷速迅速降低。4）钢 的淬透性（可淬性）指钢在淬火时能够获得M组织的倾向（即钢 被淬透的能力）。是钢固有的属性。淬硬层：工件上的M组织 层。淬硬性（可硬性）:在正常淬火条件下，钢能达到的最高硬 度。主要与C%有关，C%越高，淬火后M的硬度也愈高。淬透性的 实用意义：是正确选用钢材和制订热处理工艺的重要依据之一。 钢的淬透性主要取决于钢的临界冷却速度，取决于过冷奥氏体的 稳定性。钢的临界冷却速度越小，钢的淬透性愈好。过冷奥

20、氏体 越稳定，钢的淬透性愈好。淬透性与淬硬性区别：影响钢淬透性 的主要因素是钢中合金元素的多少，Me越多，淬透性越好。淬硬 性：是指钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到最髙硬度的能力 取决于马氏体中碳的含量。5）淬火缺陷及防止淬火内应力：是 造成变形开裂的根本原因。包括热应力，组织应力。淬火变形:几何形状和体积变化。 淬火开裂：6）减少淬火变形和防止淬火开裂的措施（1）正确选 择材料和合理设计工件形状（2）正确地锻造和预备热处理（3） 采用合适的淬火加热温度，尽量选择淬火下限温度。4、回火回火：将淬火钢加热到A1以下某一温度，经过保 温，然后以一定的冷却方法冷至室温的工艺过程。目的：提高淬 火钢

21、的塑性和韧性，降低其脆性；降低或消除淬火引起的残余内 应力，这对于稳定尺寸很重要。（1）低温回火目的是为了降低淬 火应力，减少脆性，尽量保持钢的高硬度、高强度和高耐磨性。（2）中温回火目的在于保持较高的硬度和强度，并具有高的弹性 极限和足够的韧性，组织为回火屈氏体。（3）高温回火习惯上将 淬火加高温回火称为调质处理。调质的目的是要得到一定强度、 硬度和良好的韧性、塑性相配和的综合力学性能。思考题：（1）何为晶粒度？加热转变终了时所得A晶粒度为_d_、（a）实际晶粒度（b）本质晶粒度（c）加热晶粒度（d）起始晶粒度（2）在加热转变中，保温时间一定时，随保温温度升高，A晶粒 不断长大，称为_8_、

22、（3）正常长大（b）异常长大（c）均匀长大 （d）不均匀长大（3）在加热转变中，保温时间一定时,必须当温度超过某定值后， 晶粒才随温度升高而急剧长大，称为_b、Q）正常长大（b）异 常长大（c）均匀长大（d）不均匀长大（4）A晶粒的长大是通过晶界的迁移而实行的，晶界迁移的驱动力 来自_c_、（a） A与P的自由能差（b）A的吉布斯自由能的降低（c）界面自由能的降低（d）相变自由能差（5）奥氏体晶粒半径逾小，长大驱动力二Q）愈大（b）不变（c） 逾小（d）无规律第五章珠光体1、珠光体组织形态共析成分的奥 氏体冷却到A1以下时，将分解为铁素体和渗碳体的混合物，称为 珠光体（P）片间距和过冷度的关系

23、SO二c/AT因此，层片间距由形成 温度决定，过冷度越大，形成温度越低，片间距越小3、过冷奥氏体先在较高温度部分转变为珠光体，未转变的 奥氏体随后在较低温度下变为珠光体，由于过冷度不同，形成的 珠光体有粗有细，而且先粗后细。这种粗细不均匀的珠光体将引 起机械性能不均匀，从而影响钢的切削加工性能。因此可采用在 一个温度等温处理（等温正火或等温退火）的方法，获得粗细相 近的珠光体，以提髙钢的切削加工性能。4、珠光体的晶体学1）片状珠光体和粒状珠光体的结构铁素 体：体心立方渗碳体：复杂斜方结构2）新相与母相之间的位向关系铁素体与奥氏体 位向关系：112 Y | | 110 u , < 110

24、> V | | < 111 > a 亚 共析钢中先共析铁素体与奥氏体位向关系K-S关系：111 Y |110 a , < 110 > V | < 111 > a5、P转变热力学转变驱动力一新旧相的自由焙差由于珠光体 转变温度较高，原子能充分扩散，珠光体有又是在位错等晶界较 多的地方形核，相变所需的自由能差较小。6、片状珠光体形成机制1） P转变时的领先相决定于相变温 度和钢的化学成分亚共析钢一F （因为P中的F与F先的位向相 同）过共析钢一 Fe3C （因为P中Fe3C和Fe3C先位向相同且组织 上连续）共析钢一 Fe3C （A中未溶Fe3C将促进P的

25、形成，而先 共析F存在则无明显影响）2）片状P的形成机制g - a + Fe3C 碳含量：0、77% 0、02%6、67%空间点阵：面心立方 体心立方 复杂斜方P形成有两 个过程：成分改变点阵改组3） Fe3C形核位置一般情况下在g晶界处 （晶界上缺陷多，能量高，原子易于扩散，容易满足形核需要） 奥氏体化温度低时，也可在奥氏体晶内形核Fe3C形状：小薄片 （应变能小，表面积大，容易接受到C原子）长大方向：纵向及 横向7、粒状P的形成机制1）形成的特定条件：A1以上：A化温 度较低，保温时间较短，加热转变未充分进行，A中有许多残留碳 化物（K）（组织愈不均匀愈容易得球状P） A1以下：转变为P

26、的等温温度高，等温时间长或冷速极慢2）球化碳化物形成的途径 由淬火马氏体在高亚临界温度（A1以下附近的温度）分解而形成 即：淬火+高温回火（调质处理）由P在高亚临界温度长时间保 温，使渗碳体变成球状由A转变为铁素体+球状渗碳体高温形变 球化3）球化是自发过程（a）从热力学分析球化是自发过程：因为片状面积大于球状（体 积相同时）。（b）根据胶态平衡理论：第二相质点的溶解度与其曲率半径 有关，半径越小，溶解度越高4）高温回火粒状珠光体也可以通过 马氏体或贝氏体的高温回火来获得。马氏体和贝氏体在中温区回 火得到回火屈氏体组织，而高温区回火获得回火索氏体组织。进 一步提高回火温度到A1稍下保温，细小弥

27、散的碳化物不断聚集粗 化，最后可以得到较大颗粒状的碳化物，成为粒状珠光体组织。5）形变球化8、亚（过）共析钢的P转变1）相图可划分为四个区：GSE （1）:单相g区GSE' （2）:先共析F区ESG' （3）:先共析Fe3C区GSE' （4）:伪共析区2）伪共析转变定义：非共析成分的A被过冷到（4）区后，可以不先析出先共析相而直接分解为F与Fe3C混合 物一与共析转变相似。转变条件：亚共析钢或过共析钢快冷并在（4）区保温组织：也称为P特点：分解机制和分解产物的组织特 征与P转变完全相同。但F和Fe3C量与P不同，随C%升高， Fe3C量增加。3）亚共析钢中先共析F的析出

28、亚共析钢在（2）区 析出先共析F形核位置：A晶界上形成析出过程：形核、长大析出 形态：网状、片状、块状析 出量：决定于A中C含量和析出温 度共格关系：一侧共格满足K-S关系另一侧非共格界面类型界面 迁移难易程度界面能变化形成温度共格（半共格）困难（针状，片 状）不形成新界面，界面能不变低非共格容易（颗粒状，球冠状）形 成新界面，界面能增加高长大机制（1 ）：转变温度较高时：（形成网状或块状）非共格界面迁移较容易，故F向Y2晶粒一 侧长大球冠状C%高时，形成的先共析F呈网状C%低时，形成的 先共析F呈块状（等轴状）长大机制（2）转变温度较低时：形 成片状非共格界面迁移不容易（因为Fe原子长距离扩

29、散变难）， 以共格界面迁移为主，F向Y1晶粒内长大，为减少弹性能，F 将呈条片状沿A某晶面向晶粒内伸长，惯习面为lllg面。因为 同一晶粒内111或相互平等，或相交一定角度，所以片状F常呈 现彼此平行或互成6 0、90度，称为魏氏组织铁素体或魏氏组 织渗碳体影响先共析F形态的因素转变温度：高一网状、块状； 低片状碳含量：C%低，形成块状；C%高，形成网状；C% 居中，形成魏氏组织（片状）原始A晶粒大小：粗大晶粒促使魏 氏组织形成4）过共析钢中先共析Fe3C形成过共析钢在（3）区会 析出先共析Fe3C形态：网状、片状（针）一魏氏组织晶体学关系：Fe3C与A之间具有一定位向关系珠光体转变动力学1、

30、P转变的形核率与长大速度与温度的关系：随温度降低先 增后减，550C达最大值与时间的关系：I随等温时间增大而增 大，随时间延长，晶界上形核位置达到饱和，I急剧下降到零；v 与时间无关2、形核率d为界面厚度，L晶粒平均直径，1=0,1,2分别表 示界隅，界线，界面，Q为原子扩散激活能，n为原子振动频率长 大速度共析钢P转变的形核率和长大速度与过冷度的关系2）形 核率与转变时间的关系3）形核率与长大速度与温度的关系：随温 度降低先增后减，550C达最大值与时间的关系：I随等温时间增 大而增大，随时间延长，晶界上形核位置达到饱和，I急剧下降 到零；v与时间无关4、P转变动力学图（TTT）l） P转变

31、动力学图特点：特点：（1 ）转变前有孕育期（2）存在鼻子，即随T降低，V增 大，降到鼻子温度时，V最大，随后降低。亚共析钢：P的C曲线 的左上方有一先共析F析出线；C%,向右移 过共析钢：C曲线的 左上方有一先共析Fe3C析出线；C%,向左移2）影响P转变动力 学因素一）化学成分的影响：含碳量亚共析钢：C, F先孕育 期,析出速度，P形成速度过共析钢：C , Fe3C先孕育期, P形成速度 合金元素除Co外，所有Me均使P的C曲线右移；除 Ni外，所有Me均使P的C曲线上移。二）加热温度和保温时间（影响A成分和状态）提高加热温度和延长保温时间会使冷却时P 转变 减慢（C%, Me% , C曲线

32、右移；A晶粒，形核位置）即： A化温度低，时间短，将加速P转变。三）原始组织原始组织愈细，P形成速度愈慢（K溶解快，C和Me含量高）四）应力与塑性变形拉应力和塑性变形加速P转变5、P转变产物的力学性能与成分和热处理工艺有关一各相的 含量和组织形态；对于片状P,由层片间距决定；不同形态P,性 能不同；先共析F和Fe3C含量不同，性能不同。1）片状P与P的 片间距、P团直径、P中F的亚结构有关一由A化温度和P形成温 度决定。P片间距越小，强度、硬度、塑性均升高（为什么？） Fe3C很薄时，在外力的作用下可以滑移产生塑性变形，也可产生 弯曲，使塑性升高。应用：派登处理（铅浴处理）P团直径越小， 强度

33、、塑性如何变化？ 问题：连续冷却发生P转变时，是否对 性能有利？ 2）粒状P强度、硬度稍低于片状P;塑性、可切削性好;K分布 愈细，硬度强度愈高，分布愈均匀，韧性愈好P的组织形态对性 能的影响钢种显微组织极限强度（MPa）疲劳极限s-l共析钢片状 P 粒状 P6766762352860、7% C钢细片状P回火索氏体9269423714116、亚、过共析钢珠光体转变产物的力学性能1）亚共析钢的 珠光体转变产物的力学性能亚共析钢完全奥氏体化后冷却，随着 钢中碳含量下降，先共析铁素体量增加；当碳含量一定时，随着 冷却速度的加大，或转变温度的降低，先共析铁素体量减少，珠 光体量增加，但珠光体中的含碳量

34、下降。与珠光体和铁素体的相 对含量有关。为了获得最佳冲击性能，应使用细晶粒、含硅、含 碳低的钢。细化铁素体晶粒、细化珠光体团对韧性是有益的，而 固溶强化对韧性是有害的。2）过共析钢的珠光体转变产物的力学 性能过共析钢珠光体转变产物的力学性能与Fe3CII的形态有关。 渗碳体为脆性相，沿晶界呈网状分布时，会造成晶界脆断，必须 消除。在连续冷却过程中，应在二次渗碳体析出的温度区间快 冷，这样可以减少渗碳体的析出量，从而避免二次渗碳体呈网状 分布。7、派登处理派登处理用于高碳钢的强韧化处理具体步骤如 下:高碳钢奥氏体化铅浴等温（560°C）得到索氏体一冷拉（使铁 素体内位错密度提髙，强度上

35、升，片间距下降，而使渗碳体不致 脆断）。最终得到强烈变形后的细珠光体（索氏体），具有极好的强 度与塑性的配合。-一铅浴处理应用：绳用钢丝、琴钢丝和弹簧钢 丝等8、相间析出与纳米结构1）析出产物形态定义：低碳合金钢 中，含有强碳（氮）化物形成元素（V、Mo、W、Cr. Nb、Ti）, 冷却时可能首先发生碳化物的析出。由于析出是在g/a相界面 上，所以叫相间析出。形态：K呈极细颗粒状均匀成排分布（几纳 米）形态影响因素：A化温度？ A化学成分、冷却条件与F基体有 位向关系：如100 vc/（100）a <110>vc/<100>a 2）相间析出条件A化学成分奥氏体化 温度温

36、度：C%低时，800-450CC%高时，520-450C连续冷却时取决于冷却速度第六章 马氏 体1、马氏体相变与马氏体的定义马氏体相变一替换原子无扩散 切变（原子沿相界面作协作运动）使其形状改变的相变。马氏体 一原子经无扩散切变的不变平面应变的晶格改组，得到的与母相 具有严格晶体学关系和惯习面的含有高密度位错、层错或李晶等 晶体缺陷的组织。马氏体（徐祖耀）一一冷却时马氏体相变的产 物Fe-C合金M ,是碳在a-Fe中的过饱和固溶体2、M的晶体结构Fe-C合金M是C在a-Fe中的过饱和固溶 体。具有体心正方或体心立方点阵3、M 的位向关系 1） K-S 关系：110 a' | |111Y

37、 , < 111 > a ? | < 110 > V2）西山关系：110 a'（111） V , < 110 > a' |< 211 > Y3） G-T 关系：111 V | 110 Ci',差 1 < 110 > Y | | < 111 > a ? 差23、马氏体的组织形态钢中马氏体根据成分（含碳量）冷却 条件呈现不同的形态按照亚结构分为位错型马氏体、李晶马氏体 根据形态分为板条马氏体、针片状马氏体、蝶状马氏体、薄板状 马氏体、薄片状马氏体1）板条状马氏体一般存在于低、中碳钢和 不锈钢中亚结构：位

38、错，故又称为位错马氏体惯习面（111） Y, 位向关系符合K-S关系2）针状（透镜片状）马氏体一般存在于 中、髙碳钢、Fe-Ni合金中亚结构：李晶，故又称为李晶马氏体惯 习面：中脊面针状马氏体的惯习面与形成温度有关：温度较高时为225） V ,位向关系符合K-S关系温度较低时 为259 V ,位向关系符合西山关系3）蝶状马氏体存在于Fe-Ni 合金或Fe-Ni-C合金中形成温度在板条和透镜马氏体形成温度之 间位向关系符合K-S关系亚结构：以位错为主，有少量李晶惯习 面：蝶状的两翼为（225 V ,两翼的结合面100 V 4）薄板状马氏 体一般出现在Ms为一 1009以下的Fe-Ni-C合金中内

39、部亚结构： 李晶惯习面：259 V位向关系：K-S关系5）薄片马氏体（£ ' -马氏 体）出现在层错能低的Fe-Mn、Fe-Mn-C和Fe-Cr-Ni合金中晶体 结构：密排六方结构内部亚结构：层错惯习面：111 V位向关系：111 V / 0001£ ' , <110> V / <1120> £ '£ '一马氏体沿着111 V呈魏氏组织分布马氏体因成分和转变温度不同 而形态各异，其中钢中最常见的是板条状马氏体和片状马氏体。4、影响M形态和亚结构的因素仃)化学成分(2)马氏体形成温 度(Ms) (3)奥氏体的层错能(4)奥氏体的强度1)化学成分碳含量是 影响M形态的主要因素C<0、3%,板条MCV1、0%,透镜片状MC二0、31、0%,板条和片状的混合结构合金元素缩小V区的元素利 于形成板条M扩大Y区的元素利于形成片状M降低Y层错能的 元素利于形成£' -M2)Ms的影响随着Ms下降马氏体形态转化顺 序：板条二>蝶状二透镜片状二薄片状亚结构的转化顺序：位错亚 结构二>挛晶亚结构3)奥氏体的层错能层错能低时，易于形成薄板 状£&