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第六章 钢的热处理 主要内容： 热处理原理： 钢在加热时的转变 钢在冷却时的转变 淬火钢回火时的转变 热处理工艺： 退火与正火 淬火与回火 表面淬火 化学热处理 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。 热处理特点: 只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。 6.1 钢在加热时的转变 主要内容： 钢热处理的相变临界点 奥氏体的形成过程 奥氏体晶粒大小及其影响因素 临界温度与实际转变温度 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。 共析钢奥氏体化过程 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。 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? 或二次Fe3C的存在，要获得全部奥氏体组织，必须相应加热到Ac3或Accm以上. 奥氏体晶粒长大及其影响因素 起始晶粒度：奥氏体化刚结束时的晶粒大小。 实际晶粒度：在具体加热条件下获得的奥氏体晶粒大小。 本质晶粒度：在特定条件下钢的奥氏体晶粒的长大倾向。 小结： 实际转变温度 奥氏体的形成过程 奥氏体晶粒大小及影响因素 6.2 钢在冷却时的转变 主要内容： 过冷奥氏体的转变产物及转变过程 珠光体转变 贝氏体转变 马氏体转变 过冷奥氏体转变动力学图 过冷奥氏体等温转变图 过冷奥氏体连续冷却转变图 珠光体是铁素体与渗碳体片层相间的机械混合物，根据片层厚薄不同,又细分为珠光体、索氏体和屈氏体（或托氏体）。 珠光体： 形成温度为A1-650℃，片层较厚，500倍光镜下可辨，用符号P表示. 索氏体 屈氏体 形成温度为600-550℃，片层极薄，电镜下可辨，用符号T 表示。 珠光体转变过程 珠光体转变也是形核和长大的过程。属扩散型相变。 珠光体转变过程 珠光体转变过程的金相照片 贝氏体的组织形态 过冷奥氏体在550℃- 230℃ (Ms)间将转变为贝氏体类型组织，贝氏体用符号B表示。 根据其组织形态不同，贝氏体又分为上贝氏体(B上)和下贝氏体(B下). 上贝氏体 形成温度为550-350℃。 在光镜下呈羽毛状. 在电镜下为不连续棒状的渗碳体分布于自奥氏体晶界向晶内平行生长的铁素体条之间。 下贝氏体 形成温度为350℃-Ms。 在光镜下呈竹叶状。 贝氏体转变过程 贝氏体转变也是形核和长大的过程。属半扩散型转变。 马氏体转变 当奥氏体过冷到Ms以下将转变为马氏体类型组织。 马氏体的晶体结构：体心正方晶格（a=b≠c ） 碳在?-Fe中的过饱和固溶体称马氏体，用M表示。 马氏体转变时，奥氏体中的碳全部保留到马氏体中。 马氏体的形态 板条马氏体 立体形态为细长的扁棒状 在光镜下板条马氏体为一束束的细条组织。 每束内条与条之间尺寸大致相同并呈平行排列，一个奥氏体晶粒内可形成几个取向不同的马氏体束。 在电镜下，板条内的亚结构主要是高密度的位错，?=1012/cm2,又称位错马氏体。 针状马氏体 立体形态为双凸透镜形的片状。显微组织为针状。 在电镜下，亚结构主要是孪晶，又称孪晶马氏体。 马氏体的形态主要取决于其含碳量: C%小于0.2%时，组织几乎全部是板条马氏体。 C%大于1.0%C时几乎全部是针状马氏体. C%在0.2~1.0%之间为板条与针状的混合组织。 马氏体的性能 高硬度是马氏体性能的主要特点。 马氏体的硬度主要取决于其含碳量。 马氏体的塑性和韧性主要取决于其亚结构的形式。针状马氏体脆性大，板条马氏体具有较好的塑性和韧性. 马氏体转变的特点 马氏体转变也是形核和长大的过程。其主要特点是： ⑴无扩散性 ⑵ 共格切变性 由于无扩散，晶格转变是以切变机制进行的。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。 ⑶ 降温形成 过冷奥氏体转变产物（共析钢） 过冷奥氏体转变动力学图 过冷奥氏体的等温转变图是表示奥氏体急速冷却到临界点A1 以下在各不同温度下的保温过程中转变量与转变时间的关系曲线.又称C 曲线、S 曲线或TTT曲线。 C曲线的建立 ⑴取一批小