1、課外作業 1.1.制作第八章擴散的制作第八章擴散的pptppt并記錄從文字、圖并記錄從文字、圖片、動畫資料的收集到制作完成的時間。片、動畫資料的收集到制作完成的時間。復習前面所學復習前面所學 -Fe、-Fe、-Fe F或或、A、P、Fe3C A1、A3、Acm 共析轉變共析轉變第二節 鋼在加熱時的轉變第九章 鋼的熱處理原理第三節 鋼在冷卻時的轉變第四節 鋼在回火時的轉變第一節第一節 概概 述述第一節第一節 概概 述述1.1.熱處理的定義熱處理的定義2.2.熱處理有哪些作用？熱處理有哪些作用？3.3.是不是所有的金屬材料都能進行熱處理？是不是所有的金屬材料都能進行熱處理？4.4.鋼在緩慢、快速加

2、熱、冷卻時的臨界轉變鋼在緩慢、快速加熱、冷卻時的臨界轉變溫度有何不同？溫度有何不同？5.5.金屬液態相變與固態相變有何異同？金屬液態相變與固態相變有何異同？6.6.固態相變有哪些類型？固態相變有哪些類型？第一節 概 述 熱處理熱處理是將鋼在是將鋼在固態下加熱到預定的固態下加熱到預定的溫度，并在該溫度下溫度，并在該溫度下保持一段時間，然后保持一段時間，然后以一定的速度冷卻到以一定的速度冷卻到室溫的一種熱加工工室溫的一種熱加工工藝（圖藝（圖9-19-1）。）。一、熱處理的作用圖9-1 熱處理工藝曲線示意圖2.熱處理的主要目的熱處理的主要目的（1 1）消除毛坯中的缺陷，改善工藝性）消除毛坯中的缺陷，

3、改善工藝性能。為切削加工或熱處理做組織和性能。為切削加工或熱處理做組織和性能上的準備。能上的準備。叫叫預先熱處理預先熱處理（2）提高金屬材料的力學性能，充分）提高金屬材料的力學性能，充分發揮材料的潛力，節約材料，延長零件發揮材料的潛力，節約材料，延長零件的使用壽命。的使用壽命。叫叫最終熱處理最終熱處理 原則上只有在加原則上只有在加熱或冷卻時發生溶解熱或冷卻時發生溶解度顯著變化或者發生度顯著變化或者發生類似純鐵的同素異構類似純鐵的同素異構轉變，即轉變，即有固態相變有固態相變發生的合金才能進行發生的合金才能進行熱處理熱處理。純金屬、某純金屬、某些單相合金等不能用些單相合金等不能用熱處理強化熱處理強

4、化，只能采，只能采用加工硬化的方法。用加工硬化的方法。二、熱處理與相圖圖9-2 合金相圖 Fe-Fe3C 相圖鋼的臨界溫度鋼的臨界溫度鋼的臨界溫度鋼的臨界溫度平衡時：平衡時：A1 、 A3、 Acm加熱時：加熱時：Ac1、 Ac3、 Accm 冷卻時：冷卻時：Ar1、 Ar3、 Arcm （一）相變阻力大（一）相變阻力大 固態相變時，由于固態相變時，由于新、舊兩相比體積不同新、舊兩相比體積不同，母相，母相轉變為新相時要產生體積變化，或者由于新、舊兩轉變為新相時要產生體積變化，或者由于新、舊兩相相相界面不匹配相界面不匹配而引起而引起彈性畸變彈性畸變。故新相必然受到母。故新相必然受到母相的約束，不

5、能自由脹縮而產生應變。因此導致彈性相的約束，不能自由脹縮而產生應變。因此導致彈性應變能的額外增加。而液態金屬結晶時能量的增加僅應變能的額外增加。而液態金屬結晶時能量的增加僅僅只有僅只有表面能表面能一項。一項。三、固態相變的特點固態相變的特點 液態金屬在已存在固相質點上形成非自發晶核液態金屬在已存在固相質點上形成非自發晶核時，新固相與現存固相質點之間必須符合結構和大時，新固相與現存固相質點之間必須符合結構和大小相適應原理，才能降低形核功，促進非自發晶核小相適應原理，才能降低形核功，促進非自發晶核的形成。的形成。（二）新相晶核與母相之間存在一定的晶體學位（二）新相晶核與母相之間存在一定的晶體學位

6、向關系向關系固態相變的特點 固態相變時，母相中各種晶體缺陷，如固態相變時，母相中各種晶體缺陷，如晶界、晶界、相界、位錯、空位相界、位錯、空位等各種點、線、面缺陷對相變有等各種點、線、面缺陷對相變有明顯的促進作用。新相晶核往往優先在這些缺陷處明顯的促進作用。新相晶核往往優先在這些缺陷處形成。這是由于在缺陷周圍晶格有畸變，自由能較形成。這是由于在缺陷周圍晶格有畸變，自由能較高，因此容易在這些區域首先形成晶核。試驗表明，高，因此容易在這些區域首先形成晶核。試驗表明，母相晶粒越細，晶界越多，晶內缺陷越多，則轉變母相晶粒越細，晶界越多，晶內缺陷越多，則轉變速度越快速度越快。（三）母相晶體缺陷對相變起促進

7、作用（三）母相晶體缺陷對相變起促進作用固態相變的特點 固態相變的另一特征是易于出現過渡相。過渡固態相變的另一特征是易于出現過渡相。過渡相是一種相是一種亞穩定相亞穩定相，其，其成分和結構介于新相和母相成分和結構介于新相和母相之間之間。因固態相變阻力大，原子擴散困難，尤其當。因固態相變阻力大，原子擴散困難，尤其當轉變溫度較低，新、舊相成分相差很遠時，難以形轉變溫度較低，新、舊相成分相差很遠時，難以形成穩定相。過渡相是為了克服相變阻力而形成的一成穩定相。過渡相是為了克服相變阻力而形成的一種協調性中間轉變產物。通常首先在母相中形成成種協調性中間轉變產物。通常首先在母相中形成成分與母相接近的過渡相，然后

8、在分與母相接近的過渡相，然后在一定條件一定條件下由下由過渡過渡相逐漸轉變為穩定相相逐漸轉變為穩定相。（四）易于出現過渡相（四）易于出現過渡相 無論是液態金屬結晶，還是固態金屬各種類型的無論是液態金屬結晶，還是固態金屬各種類型的相變都是通過生核和長大兩個基本過程進行的。根據相變都是通過生核和長大兩個基本過程進行的。根據固態相變過程中生核和長大的特點，固態相變過程中生核和長大的特點，可將固態相變分可將固態相變分為三類。為三類。 第一類是擴散型相變。第一類是擴散型相變。 第二類是非擴散型相變。第二類是非擴散型相變。 第三類是介于上述兩類轉變之間的一種過渡型相變。第三類是介于上述兩類轉變之間的一種過渡

9、型相變。四、固態相變的類型第二節第二節 鋼在加熱時的轉變鋼在加熱時的轉變 1.1.何謂奧氏體化？何謂奧氏體化？ 2.2.為何要研究鋼在加熱時的轉變規律？意義？為何要研究鋼在加熱時的轉變規律？意義？ 3.3.共析鋼奧氏體的形成過程分為哪幾個基本過程？共析鋼奧氏體的形成過程分為哪幾個基本過程？ 4.4.影響奧氏體形成速度的因素有哪些？影響奧氏體形成速度的因素有哪些？ 5.5.奧氏體晶粒大小用什么來度量？如何度量？奧氏體晶粒大小用什么來度量？如何度量？ 6.6.影響奧氏體晶粒大小的因素有哪些？影響奧氏體晶粒大小的因素有哪些？第二節 鋼在加熱時的轉變 共析鋼中奧氏體的形成由下列共析鋼中奧氏體的形成由下

10、列四個四個基本過基本過程組成：程組成：奧氏體形核、奧氏體長大、剩余滲碳奧氏體形核、奧氏體長大、剩余滲碳體溶解和奧氏體成分均勻化。體溶解和奧氏體成分均勻化。一、共析鋼奧氏體的形成過程FFe3C未溶未溶Fe3CA殘余殘余Fe3CAAAA 形核形核A 長大長大殘余殘余Fe3C溶解溶解A 均勻化均勻化奧氏體的形成奧氏體的形成共析鋼奧氏體的形成過程 將鋼加熱到將鋼加熱到AcAc1 1以上某一溫度保溫時，珠光體處以上某一溫度保溫時，珠光體處于不穩定狀態，通常首先在鐵素體和滲碳體相界面于不穩定狀態，通常首先在鐵素體和滲碳體相界面上形成奧氏體晶核，這是由于鐵素體和滲碳體相界上形成奧氏體晶核，這是由于鐵素體和滲

11、碳體相界面上碳濃度分布不均勻，原子排列不規則，易于產面上碳濃度分布不均勻，原子排列不規則，易于產生濃度起伏和結構起伏區，為奧氏體形核創造了有生濃度起伏和結構起伏區，為奧氏體形核創造了有利條件。珠光體群邊界也可成為奧氏體的形核部位。利條件。珠光體群邊界也可成為奧氏體的形核部位。在快速加熱時，由于過熱度大，也可以在鐵素體亞在快速加熱時，由于過熱度大，也可以在鐵素體亞晶邊界上形核。晶邊界上形核。（一）奧氏體的形核（一）奧氏體的形核共析鋼奧氏體的形成過程 奧氏體晶核形成以后即開始長大。奧氏體晶粒奧氏體晶核形成以后即開始長大。奧氏體晶粒長大是通過滲碳體的溶解、碳在奧氏體和鐵素體中長大是通過滲碳體的溶解、

12、碳在奧氏體和鐵素體中的擴散和鐵素體向奧氏體轉變而進行的，其長大機的擴散和鐵素體向奧氏體轉變而進行的，其長大機制示于圖制示于圖9-59-5。（二）奧氏體的長大（二）奧氏體的長大共析鋼奧氏體的形成過程（二）奧氏體的長大（二）奧氏體的長大圖9-5 共析鋼奧氏體晶核長大示意圖a）奧氏體相界面推移示意圖 b）在t1溫度下奧氏體形核時各相的碳濃度共析鋼奧氏體的形成過程 鐵素體消失后，在鐵素體消失后，在t t1 1溫度下繼續保溫或繼續加溫度下繼續保溫或繼續加熱時，隨著碳在奧氏體中繼續擴散，剩余滲碳體不熱時，隨著碳在奧氏體中繼續擴散，剩余滲碳體不斷向奧氏體中溶解。斷向奧氏體中溶解。（三）剩余滲碳體的溶解（三）

13、剩余滲碳體的溶解共析鋼奧氏體的形成過程 當滲碳體剛剛全部溶入奧氏體后，奧氏體內碳當滲碳體剛剛全部溶入奧氏體后，奧氏體內碳濃度仍是不均勻的，原來是滲碳體的地方碳濃度較濃度仍是不均勻的，原來是滲碳體的地方碳濃度較高，而原來是鐵素體的地方碳濃度較低，只有經長高，而原來是鐵素體的地方碳濃度較低，只有經長時間的保溫或繼續加熱，讓碳原子進行充分地擴散時間的保溫或繼續加熱，讓碳原子進行充分地擴散才能獲得成分均勻的奧氏體。才能獲得成分均勻的奧氏體。（四）奧氏體成分均勻化（四）奧氏體成分均勻化（一）加熱溫度和保溫時間（一）加熱溫度和保溫時間 為了描述珠光體向奧氏體的為了描述珠光體向奧氏體的轉變過程，將共析鋼試樣

14、迅速加熱轉變過程，將共析鋼試樣迅速加熱到到AcAc1 1以上各個不同的溫度保溫，記以上各個不同的溫度保溫，記錄各個溫度下珠光體向奧氏體轉變錄各個溫度下珠光體向奧氏體轉變開始、鐵素體消失、滲碳體全部溶開始、鐵素體消失、滲碳體全部溶解和奧氏體成分均勻化所需要的時解和奧氏體成分均勻化所需要的時間，繪制在轉變溫度和時間坐標圖間，繪制在轉變溫度和時間坐標圖上，便得到共析鋼的奧氏體等溫形上，便得到共析鋼的奧氏體等溫形成圖（見圖成圖（見圖9-69-6）。）。二、影響奧氏體形成速度的因素圖9-6 共析鋼奧氏體等溫形成圖影響奧氏體形成速度的因素 鋼的原始組織為鋼的原始組織為片狀片狀珠光體珠光體時，鐵素體和滲碳時

15、，鐵素體和滲碳體組織體組織越細越細，它們的，它們的相界相界面越多面越多，則形成奧氏體的，則形成奧氏體的晶核越多，晶核長大速度晶核越多，晶核長大速度越快，因此可越快，因此可加速奧氏體加速奧氏體的形成過程。的形成過程。（二）原始組織的影響（二）原始組織的影響圖9-7 不同原始組織共析鋼等溫奧氏體曲線1淬火態 2正火態 3球化退火態影響奧氏體形成速度的因素 1. 1.碳碳鋼中的含碳量越高，原始組織中滲碳體數量越多，從鋼中的含碳量越高，原始組織中滲碳體數量越多，從而而增加了鐵素體和滲碳體的相界面增加了鐵素體和滲碳體的相界面，使奧氏體的形核，使奧氏體的形核率增大。此外，含碳量增加又使碳在奧氏體中的率增大

16、。此外，含碳量增加又使碳在奧氏體中的擴散擴散速度增大速度增大，從而增大了奧氏體長大速度。，從而增大了奧氏體長大速度。（三）化學成分的影響（三）化學成分的影響影響奧氏體形成速度的因素 2.2.合金元素合金元素 鈷、鎳等鈷、鎳等加快加快A化化過程；過程； 鉻、鉬、釩等鉻、鉬、釩等減慢減慢A化化過程；過程； 硅、鋁、錳等硅、鋁、錳等不影響不影響A化化過程。過程。 （三）化學成分的影響（三）化學成分的影響 （一）奧氏體晶粒度（一）奧氏體晶粒度 晶粒度是晶粒大小的量度晶粒度是晶粒大小的量度。當以單位面積內晶粒當以單位面積內晶粒的個數或每個晶粒的平均面積與平均直徑來描述晶粒的個數或每個晶粒的平均面積與平均

17、直徑來描述晶粒大小時，可以建立晶粒大小的清晰概念，但要測定這大小時，可以建立晶粒大小的清晰概念，但要測定這樣的數據是很麻煩的。樣的數據是很麻煩的。實際生產中實際生產中通常使用通常使用晶粒度級晶粒度級別數別數G G來表示金屬材料的平均晶粒度來表示金屬材料的平均晶粒度（GB/T 6394GB/T 639420022002）。晶粒度級別數）。晶粒度級別數G G常用與標準系列評級圖進行常用與標準系列評級圖進行比較的方法確定。比較的方法確定。三、奧氏體晶粒大小及其影響因素奧氏體晶粒大小及其影響因素奧氏體晶粒大小及其影響因素 1. 1.加熱溫度和保溫時加熱溫度和保溫時間的影響間的影響 由于奧氏體晶粒長大由

18、于奧氏體晶粒長大與原子擴散有密切關系，與原子擴散有密切關系，所以加熱溫度越高，保溫所以加熱溫度越高，保溫時間越長，則奧氏體晶粒時間越長，則奧氏體晶粒越粗大。圖越粗大。圖9-89-8表示加熱溫表示加熱溫度和保溫時間對奧氏體晶度和保溫時間對奧氏體晶粒長大過程的影響。粒長大過程的影響。（二）影響奧氏體晶粒大小的因素（二）影響奧氏體晶粒大小的因素圖圖9-8 9-8 加熱溫度和保溫時間對加熱溫度和保溫時間對 奧氏體晶粒大小的影響奧氏體晶粒大小的影響奧氏體晶粒大小及其影響因素奧氏體晶粒大小及其影響因素 2.2.加熱速度的影響加熱速度的影響 加熱溫度相同時，加熱速度越快，過熱度越大，加熱溫度相同時，加熱速度

19、越快，過熱度越大，奧氏體的實際形成溫度越高，形核率的增加大于長大奧氏體的實際形成溫度越高，形核率的增加大于長大速度，使奧氏體晶粒越細?。ㄒ妶D速度，使奧氏體晶粒越細小（見圖9-99-9）。生產上常采）。生產上常采用快速加熱短時保溫工藝來獲得超細化晶粒。用快速加熱短時保溫工藝來獲得超細化晶粒。（二）影響奧氏體晶粒大小的因素（二）影響奧氏體晶粒大小的因素奧氏體晶粒大小及其影響因素（二）影響奧氏體晶粒大小的因素（二）影響奧氏體晶粒大小的因素圖9-9 加熱速度對奧氏體晶粒大小的影響a）40鋼 b）T10鋼奧氏體晶粒大小及其影響因素 3.3.鋼的化學成分的影響鋼的化學成分的影響 在一定的含碳量范圍內，隨著

20、奧氏體中碳含量在一定的含碳量范圍內，隨著奧氏體中碳含量的增加，由于碳在奧氏體中擴散速度及鐵的自擴散的增加，由于碳在奧氏體中擴散速度及鐵的自擴散速度增大，速度增大，晶粒長大傾向增加晶粒長大傾向增加。但當。但當含碳量超過一含碳量超過一定量定量以后，碳能以未溶碳化物的形式存在，奧氏體以后，碳能以未溶碳化物的形式存在，奧氏體晶粒長大受到晶粒長大受到第二相的阻礙作用第二相的阻礙作用，反使奧氏體晶粒，反使奧氏體晶粒長大傾向減小長大傾向減小。（二）影響奧氏體晶粒大小的因素（二）影響奧氏體晶粒大小的因素奧氏體晶粒大小及其影響因素 4. 4.鋼的原始組織的影響鋼的原始組織的影響 一般來說，鋼的一般來說，鋼的原始

21、組織越細原始組織越細，碳化物彌散度越，碳化物彌散度越大，則大，則奧氏體晶粒越細小奧氏體晶粒越細小。與粗珠光體相比，細珠光。與粗珠光體相比，細珠光體總是易于獲得細小而均勻的奧氏體晶粒度。在相同體總是易于獲得細小而均勻的奧氏體晶粒度。在相同的加熱條件下，和球狀珠光體相比，片狀珠光體在加的加熱條件下，和球狀珠光體相比，片狀珠光體在加熱時奧氏體晶粒易于粗化，因為片狀碳化物表面積大，熱時奧氏體晶粒易于粗化，因為片狀碳化物表面積大，溶解快，奧氏體形成速度也快，奧氏體形成后較早地溶解快，奧氏體形成速度也快，奧氏體形成后較早地進入晶粒長大階段。進入晶粒長大階段。（二）影響奧氏體晶粒大小的因素（二）影響奧氏體晶

22、粒大小的因素第三節第三節 鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變 1.1.為何要研究鋼在冷卻時的轉變規律？意義？為何要研究鋼在冷卻時的轉變規律？意義？ 2.2.鋼在奧氏體化后的冷卻方式有哪幾種？鋼在奧氏體化后的冷卻方式有哪幾種？ 3.3.何謂過冷奧氏體？何謂過冷奧氏體？ 4.4.什么曲線稱為什么曲線稱為C C曲線？也稱為曲線？也稱為TTTTTT曲線？為什么曲線？為什么具有具有C C形特征？形特征？ 5.C5.C曲線中轉變速度最快的位置在哪里？曲線中轉變速度最快的位置在哪里？ 6.6.影響過冷奧氏體等溫轉變的因素有哪些？影響過冷奧氏體等溫轉變的因素有哪些？ 7.7.亞共析鋼和過共析鋼與共析鋼的過冷奧氏

23、體轉亞共析鋼和過共析鋼與共析鋼的過冷奧氏體轉變有何異同？變有何異同？第三節 鋼在冷卻時的轉變 鋼的加熱轉變，或者說鋼的熱處理加熱是為了鋼的加熱轉變，或者說鋼的熱處理加熱是為了獲得均勻、細小的奧氏體晶粒。因為大多數零構件獲得均勻、細小的奧氏體晶粒。因為大多數零構件都在室溫下工作，都在室溫下工作，鋼的性能最終取決于奧氏體冷卻鋼的性能最終取決于奧氏體冷卻轉變后的組織轉變后的組織，鋼從奧氏體狀態的冷卻過程是熱處，鋼從奧氏體狀態的冷卻過程是熱處理的關鍵工序。因此，理的關鍵工序。因此，研究不同冷卻條件下鋼中奧研究不同冷卻條件下鋼中奧氏體組織的轉變規律，對于正確制訂鋼的熱處理冷氏體組織的轉變規律，對于正確制

24、訂鋼的熱處理冷卻工藝、獲得預期的性能具有重要的實際意義卻工藝、獲得預期的性能具有重要的實際意義。一、概 述鋼在熱處理時的冷卻方式鋼在熱處理時的冷卻方式 熱熱加加保溫保溫時間溫度臨界溫度臨界溫度連續冷卻連續冷卻等溫冷卻等溫冷卻 一般將奧氏體轉變的一般將奧氏體轉變的體積分數為體積分數為1%1%3 3所所需要的時間定為需要的時間定為轉變開始時間轉變開始時間，而把轉變的，而把轉變的體積體積分數為分數為95%95%98%98%所需時間視為所需時間視為轉變終了時間轉變終了時間。最。最后得到不同溫度下奧氏體的轉變體積分數與等溫后得到不同溫度下奧氏體的轉變體積分數與等溫時間的關系曲線，如圖時間的關系曲線，如圖

25、9-129-12上所示。由圖可見，上所示。由圖可見，經一段時間后，過冷奧氏體才發生轉變，這段時經一段時間后，過冷奧氏體才發生轉變，這段時間叫做間叫做孕育期孕育期。轉變開始后轉變速度逐漸加快，。轉變開始后轉變速度逐漸加快，當奧氏體轉變當奧氏體轉變體積分數達體積分數達5050時轉變速度最大時轉變速度最大，隨后轉變速度趨于緩慢，直至轉變結束。隨后轉變速度趨于緩慢，直至轉變結束。二、共析鋼過冷奧氏體的等溫轉變圖過冷奧氏體的等溫冷卻轉變過冷奧氏體的等溫冷卻轉變一一) 建立共析鋼過冷奧氏體等溫冷卻轉建立共析鋼過冷奧氏體等溫冷卻轉 變曲線變曲線 - TTT曲線曲線 ( C 曲線曲線 )T - timeT -

26、 temperatureT - transformation 共析碳鋼共析碳鋼 TTT 曲線建立過程示意圖曲線建立過程示意圖時間時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度溫度()0400A1二二) 共析碳鋼共析碳鋼 TTT 曲線的分析曲線的分析穩定的奧氏體區穩定的奧氏體區過冷奧氏體區過冷奧氏體區A向產向產物轉變開始線物轉變開始線A向產物向產物轉變終止線轉變終止線 A +產產 物物 區區產物區產物區A1550;高溫轉變區高溫轉變區;擴散型轉變擴散型轉變; P 轉變區。轉變區。550230;中溫轉變中溫轉變區區; 半擴散型轉變半擴散型轉變; 貝氏體貝

27、氏體( B ) 轉變區轉變區;230 - 50; 低溫轉低溫轉變區變區; 非擴散型轉變非擴散型轉變;馬氏體馬氏體 ( M ) 轉變區。轉變區。時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度()0400A1MsMf 共析鋼過冷奧氏體的等溫轉變圖圖9-12 奧氏體轉變速度與過冷度的關系圖9-11 共析鋼過冷奧氏體 等溫轉變圖的建立共析鋼過冷奧氏體的等溫轉變圖共析鋼過冷奧氏體的等溫轉變圖 亞共析鋼的亞共析鋼的TTT曲線曲線 FAP + FS + FTBM + A殘殘A3時間時間(s)3001021031041010800-10010020050060070

28、0溫度溫度()0400A1MsMf 過共析鋼的過共析鋼的TTT曲線曲線P + Fe3CS + Fe3CTBM + A殘殘 Fe3CAACM時間時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度溫度()0400A1MsMf （一）奧氏體成分的影響（一）奧氏體成分的影響 過冷奧氏體等溫轉變速度在很大程度上取決于過冷奧氏體等溫轉變速度在很大程度上取決于奧氏體的成分，改變奧氏體的化學成分，影響了奧氏體的成分，改變奧氏體的化學成分，影響了C C曲線的形狀和位置，從而可以控制過冷奧氏體的等曲線的形狀和位置，從而可以控制過冷奧氏體的等溫轉變速度。溫轉變速度。 三、影響

29、過冷奧氏體等溫轉變的因素影響影響 TTT 曲線形狀與位置的因素曲線形狀與位置的因素1.奧氏體中含碳量的影響奧氏體中含碳量的影響:過共過共析鋼析鋼共析共析 鋼鋼亞共亞共析鋼析鋼時間溫度A12.奧氏體中含合金元素的影響奧氏體中含合金元素的影響: 除除Co、Al (2.5% ) 外外,所有合金所有合金元元 素溶入奧氏體中素溶入奧氏體中,會引起會引起:向右移向右移向下移向下移MsA1A1Ms含含Cr合金鋼合金鋼影響過冷奧氏體等溫轉變的因素 奧氏體晶粒越細小，單位體積內晶界面積越大，奧氏體晶粒越細小，單位體積內晶界面積越大，從而使奧氏體分解時形核率增多，降低奧氏體的穩定從而使奧氏體分解時形核率增多，降低

30、奧氏體的穩定性，使性，使C C曲線左移曲線左移。 鑄態原始組織不均勻，存在成分偏析，而經軋制鑄態原始組織不均勻，存在成分偏析，而經軋制后，組織和成分變得均勻。因此在同樣加熱條件下，后，組織和成分變得均勻。因此在同樣加熱條件下，鑄錠形成的奧氏體很不均勻，而軋材形成的奧氏體則鑄錠形成的奧氏體很不均勻，而軋材形成的奧氏體則比較均勻，比較均勻，不均勻的奧氏體不均勻的奧氏體可以促進奧氏體分解，使可以促進奧氏體分解，使C C曲線左移。曲線左移。 奧氏體化奧氏體化溫度越低溫度越低，保溫，保溫時間越短時間越短，奧氏體晶粒，奧氏體晶粒越細越細，未溶，未溶第二相越多第二相越多，同時奧氏體的碳濃度和合金，同時奧氏體

31、的碳濃度和合金元素濃度越不均勻，從而促進奧氏體在冷卻過程中分元素濃度越不均勻，從而促進奧氏體在冷卻過程中分解，解，使使C C曲線左移曲線左移。（二）奧氏體狀態的影響（二）奧氏體狀態的影響影響過冷奧氏體等溫轉變的因素 在奧氏體狀態下承受拉應力將加速奧氏體的等溫在奧氏體狀態下承受拉應力將加速奧氏體的等溫轉變，而加等向壓應力則會阻礙這種轉變。這是因為轉變，而加等向壓應力則會阻礙這種轉變。這是因為奧氏體比體積最小，發生轉變時總是伴隨比體積的增奧氏體比體積最小，發生轉變時總是伴隨比體積的增大，尤其是馬氏體轉變更為劇烈。所以加拉應力促進大，尤其是馬氏體轉變更為劇烈。所以加拉應力促進奧氏體轉變。而在等向壓應

32、力下，原子遷移阻力增大，奧氏體轉變。而在等向壓應力下，原子遷移阻力增大，使使C C、FeFe原子擴散和晶格改組變得困難，從而減慢奧氏原子擴散和晶格改組變得困難，從而減慢奧氏體的轉變。體的轉變。 對奧氏體進行塑性變形亦有加速奧氏體轉變的作對奧氏體進行塑性變形亦有加速奧氏體轉變的作用。這是由于塑性變形使點陣畸變加劇并使位錯密度用。這是由于塑性變形使點陣畸變加劇并使位錯密度增高，有利于增高，有利于C C和和FeFe原子的擴散和晶格改組。同時形變原子的擴散和晶格改組。同時形變還有利于碳化物彌散質點的析出，使奧氏體中碳和合還有利于碳化物彌散質點的析出，使奧氏體中碳和合金元素貧化，因而促進奧氏體的轉變。金

33、元素貧化，因而促進奧氏體的轉變。（三）應力和塑性變形的影響（三）應力和塑性變形的影響四、珠光體轉變四、珠光體轉變1.珠光體屬于哪種類型的固相轉變？珠光體屬于哪種類型的固相轉變？2.珠光體一般有哪兩種？珠光體一般有哪兩種？3.片狀珠光體和粒狀珠光體的形成條件、組織和片狀珠光體和粒狀珠光體的形成條件、組織和性能有何不同？性能有何不同？4.根據片間距的大小，片狀珠光體可分為哪三類？根據片間距的大小，片狀珠光體可分為哪三類？三者有何異同？三者有何異同？5.什么是偽共析體？什么是偽共析體？ （一）片狀珠光體的形成、組織和性能（一）片狀珠光體的形成、組織和性能 由由Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖可知

34、，相圖可知，w wC C=0.77=0.77的奧氏體在的奧氏體在近于平近于平衡的緩慢冷卻條件下形成的珠光體衡的緩慢冷卻條件下形成的珠光體是由滲碳體和鐵素體是由滲碳體和鐵素體組成的片層相間的組織。在組成的片層相間的組織。在較高奧氏體化溫度較高奧氏體化溫度下形成的下形成的均勻奧氏體于均勻奧氏體于A A1 1550550之間溫度等溫之間溫度等溫時也能形成時也能形成片狀片狀珠光體。珠光體。四、珠光體轉變珠光體型珠光體型 ( P ) 轉變轉變 ( A1550 ) :A1650 : P ; 525HRC; 片間距片間距為為0.60.7m ( 500 )。650600 : 細片狀細片狀P-索氏體索氏體(S)

35、; 片間距片間距為為0.20.4m (1000); 2536HRC。600550:極細片狀極細片狀P-屈氏體屈氏體(T); 片間距片間距為為0.2m ( 電鏡電鏡 ); 3540HRC。珠光體轉變珠光體轉變（一）片狀珠光體的形成、組織和性能（一）片狀珠光體的形成、組織和性能圖9-17 片狀珠光體的 組織形態a）珠光體（700等溫）b）索氏體（650等溫） c）托氏體（600等溫）珠光體轉變（一）片狀珠光體的形成、組織和性能（一）片狀珠光體的形成、組織和性能圖9-19 珠光體的片間距與硬度的關系珠光體轉變珠光體轉變（二）粒狀珠光體的形成、組織和性能（二）粒狀珠光體的形成、組織和性能 粒狀珠光體組

36、織是粒狀珠光體組織是滲碳體呈顆粒狀分布在滲碳體呈顆粒狀分布在連續的鐵素體基體中連續的鐵素體基體中，如圖如圖9-229-22所示。粒狀珠所示。粒狀珠光體組織既可以由光體組織既可以由過冷過冷奧氏體直接分解而成奧氏體直接分解而成，也可以由也可以由片狀珠光體球片狀珠光體球化而成化而成，還可以由，還可以由淬火淬火組織回火形成組織回火形成。原始組。原始組織不同，其形成粒狀珠織不同，其形成粒狀珠光體的光體的機理也不同機理也不同。圖9-22 粒狀珠光體組織珠光體轉變（二）粒狀珠光體的形成、組織和性能（二）粒狀珠光體的形成、組織和性能 要由過冷奧氏體直接形成粒狀珠光體，必須使奧要由過冷奧氏體直接形成粒狀珠光體，

37、必須使奧氏體晶粒內形成大量均勻彌散的滲碳體晶核。這只有氏體晶粒內形成大量均勻彌散的滲碳體晶核。這只有通過非均勻形核才能實現。如果控制鋼加熱時的奧氏通過非均勻形核才能實現。如果控制鋼加熱時的奧氏體化程度，使奧氏體中殘存大量未溶的滲碳體顆粒；體化程度，使奧氏體中殘存大量未溶的滲碳體顆粒；同時，使奧氏體的碳濃度不均勻，存在許多高碳區和同時，使奧氏體的碳濃度不均勻，存在許多高碳區和低碳區。此時將奧氏體過冷到低碳區。此時將奧氏體過冷到A A1 1以下，在過冷度較小以下，在過冷度較小時就能在奧氏體晶粒內形成大量均勻彌散的滲碳體晶時就能在奧氏體晶粒內形成大量均勻彌散的滲碳體晶核，每個滲碳體晶核在獨立長大的同

38、時，必然使其周核，每個滲碳體晶核在獨立長大的同時，必然使其周圍母相奧氏體貧碳而形成鐵素體，從而直接形成粒狀圍母相奧氏體貧碳而形成鐵素體，從而直接形成粒狀珠光體。珠光體。珠光體轉變珠光體轉變（二）粒狀珠光體的形成、組織和性能（二）粒狀珠光體的形成、組織和性能 與片狀珠光體相比，與片狀珠光體相比，粒狀珠光體的硬度和強度較粒狀珠光體的硬度和強度較低，塑性和韌性較好低，塑性和韌性較好，如圖，如圖9-239-23所示。所示。圖9-23 共析鋼片狀1和粒狀2珠光體真應力珠光體轉變（三）偽共析體（三）偽共析體 由偏離共析成由偏離共析成分的過冷奧氏體所分的過冷奧氏體所形成的珠光體形成的珠光體稱為稱為偽共析體或

39、偽珠光偽共析體或偽珠光體。體。圖9-24 鐵碳系準平衡圖示意圖五、馬氏體轉變1.什么是馬氏體？什么是馬氏體？2.馬氏體屬于哪種類型的固相轉變？馬氏體屬于哪種類型的固相轉變？3.馬氏體具有哪種晶體結構？馬氏體具有哪種晶體結構？4.馬氏體的組織形態有哪幾種？馬氏體的組織形態有哪幾種？5.馬氏體的性能如何？馬氏體的性能如何？6.馬氏體轉變有哪些特點？馬氏體轉變有哪些特點？7.馬氏體有哪些應用？馬氏體有哪些應用？馬氏體的定義馬氏體的定義-碳在碳在-Fe 中的中的過飽和過飽和固溶體。固溶體。五、馬氏體轉變 （一）馬氏體的晶體結構、組織和性能（一）馬氏體的晶體結構、組織和性能 1.1.馬氏體的晶體結構馬氏

40、體的晶體結構圖9-25 馬氏體的體心正方晶格示意圖馬氏體轉變（一）馬氏體的晶體結構、組織和性能（一）馬氏體的晶體結構、組織和性能 2. 2.馬氏體的組織形態馬氏體的組織形態（1 1）板條狀馬氏體）板條狀馬氏體 （2 2）片狀馬氏體）片狀馬氏體圖9-28 板條狀馬氏體顯微組織示意圖圖9-32 高碳型片狀馬氏體組織示意圖馬氏體轉變（一）馬氏體的晶體結構、組織和性能（一）馬氏體的晶體結構、組織和性能3.3.馬氏體的性能馬氏體的性能力學性能：力學性能：高硬度和高硬度和高強度高強度。硬度硬度主要取決于主要取決于含碳含碳量量。圖9-36 淬火鋼的最大硬度與含碳量的關系1高于Ac3淬火 2高于Ac1淬火 3

41、馬氏體硬度馬氏體轉變（二）馬氏體轉變的特點（二）馬氏體轉變的特點 1.1.馬氏體的形成條件馬氏體的形成條件 第一，過冷奧氏體必須以第一，過冷奧氏體必須以大于臨界淬火速度大于臨界淬火速度的的速度冷卻，以避免發生奧氏體向珠光體和貝氏體轉速度冷卻，以避免發生奧氏體向珠光體和貝氏體轉變。變。 第二，過冷奧氏體必須第二，過冷奧氏體必須過冷過冷到一定溫度到一定溫度M Ms s點以點以下下才能開始發生馬氏體轉變，以獲得足夠的相變驅才能開始發生馬氏體轉變，以獲得足夠的相變驅動力，這是動力，這是馬氏體轉變的熱力學條件決定馬氏體轉變的熱力學條件決定的。的。馬氏體轉變（二）馬氏體轉變的特點（二）馬氏體轉變的特點2.

42、2.馬氏體轉變的無擴散性馬氏體轉變的無擴散性3.3.馬氏體轉變的切變共格性馬氏體轉變的切變共格性4.4.馬氏體轉變具有特定的慣習面和位向關系馬氏體轉變具有特定的慣習面和位向關系5.5.馬氏體轉變是在一個溫度范圍內進行的馬氏體轉變是在一個溫度范圍內進行的6.6.馬氏體轉變的可逆性馬氏體轉變的可逆性 馬氏體轉變（二）馬氏體轉變的特點（二）馬氏體轉變的特點 2. 2.馬氏體轉變的無擴散性馬氏體轉變的無擴散性 馬氏體轉變是奧氏體在很大過冷度下進行的，馬氏體轉變是奧氏體在很大過冷度下進行的，此時無論是鐵原子、碳原子還是合金元素原子，其此時無論是鐵原子、碳原子還是合金元素原子，其活動能力很低。因而，馬氏體

43、轉變是在無擴散的情活動能力很低。因而，馬氏體轉變是在無擴散的情況下進行的。況下進行的。點陣的重構是由原子集體的、有規律點陣的重構是由原子集體的、有規律的、近程的遷動完成的的、近程的遷動完成的。原來在母相中相鄰的兩個。原來在母相中相鄰的兩個原子在新相中仍然相鄰，它們之間的相對位移不超原子在新相中仍然相鄰，它們之間的相對位移不超過一個原子間距。過一個原子間距。馬氏體轉變（二）馬氏體轉變的特點（二）馬氏體轉變的特點 3. 3.馬氏體轉變的切變共格性馬氏體轉變的切變共格性圖9-39 馬氏體和奧氏體切變共格界面示意圖馬氏體轉變（二）馬氏體轉變的特點（二）馬氏體轉變的特點 4.4.馬氏體轉變具有特定的慣習

44、面和位向關系馬氏體轉變具有特定的慣習面和位向關系 前已述及，馬氏體是在奧氏體一定的結晶面上前已述及，馬氏體是在奧氏體一定的結晶面上形成的，此面稱為形成的，此面稱為慣習面慣習面，它在相變過程中不變形、，它在相變過程中不變形、也不轉動。也不轉動。慣習面通常以母相的晶面指數來表示慣習面通常以母相的晶面指數來表示。鋼中馬氏體的慣習面隨著含碳量及形成溫度不同而鋼中馬氏體的慣習面隨著含碳量及形成溫度不同而異。異。 由于馬氏體轉變時新相和母相始終保持切變共由于馬氏體轉變時新相和母相始終保持切變共格性，因此馬氏體轉變后新相和母相之間存在一定格性，因此馬氏體轉變后新相和母相之間存在一定的結晶學位向關系。的結晶學

45、位向關系。馬氏體轉變（二）馬氏體轉變的特點（二）馬氏體轉變的特點 5. 5.馬氏體轉變是在一個溫度范圍內進行的馬氏體轉變是在一個溫度范圍內進行的 馬氏體轉變與其他固態相變一樣，也是通過馬氏體轉變與其他固態相變一樣，也是通過形形核和長大核和長大的方式進行的。試驗結果表明，馬氏體核的方式進行的。試驗結果表明，馬氏體核胚不是在合金中均勻分布的，而是在胚不是在合金中均勻分布的，而是在母相中某些有母相中某些有利的位置（如晶體缺陷處、形變區以及貧碳區）優利的位置（如晶體缺陷處、形變區以及貧碳區）優先形成的。先形成的。馬氏體轉變（二）馬氏體轉變的特點（二）馬氏體轉變的特點 6. 6.馬氏體轉變的可逆性馬氏體

46、轉變的可逆性 在在某些鐵合金、鎳與其他有色金屬中某些鐵合金、鎳與其他有色金屬中，奧氏體，奧氏體冷卻轉變為馬氏體，重新加熱時已形成的馬氏體又冷卻轉變為馬氏體，重新加熱時已形成的馬氏體又能無擴散地轉變為奧氏體。這就是能無擴散地轉變為奧氏體。這就是馬氏體轉變的可馬氏體轉變的可逆性逆性。但是在。但是在一般碳鋼中不發生一般碳鋼中不發生按馬氏體轉變機構按馬氏體轉變機構的的逆轉變逆轉變，因為在加熱時馬氏體早已分解為鐵素體，因為在加熱時馬氏體早已分解為鐵素體和碳化物。和碳化物。馬氏體轉變（三）馬氏體轉變應用舉例（三）馬氏體轉變應用舉例 利用馬氏體及馬氏體相變的特點，在創制新型利用馬氏體及馬氏體相變的特點，在創

47、制新型高強度、高韌性材料，發展強韌化熱處理新工藝及高強度、高韌性材料，發展強韌化熱處理新工藝及其他熱加工工藝方面有著許多實際應用。其他熱加工工藝方面有著許多實際應用。C%0.2%的低碳鋼、低碳低合金鋼，如的低碳鋼、低碳低合金鋼，如20鋼、鋼、15MnVB鋼等，組織為鋼等，組織為板條馬氏體板條馬氏體，具有高強度、，具有高強度、高韌性、低的冷脆轉化溫度。高韌性、低的冷脆轉化溫度。（1）低碳鋼中的馬氏體）低碳鋼中的馬氏體馬氏體轉變（三）馬氏體轉變應用舉例（三）馬氏體轉變應用舉例n 如如45鋼、鋼、40Cr 鋼等，淬火后為鋼等，淬火后為板條馬氏體板條馬氏體+片狀馬氏體的混合組織片狀馬氏體的混合組織。n

48、 由于通常選用較低的奧氏體化溫度，淬火由于通常選用較低的奧氏體化溫度，淬火后獲得的組織極細，光學顯微鏡較難分辨。后獲得的組織極細，光學顯微鏡較難分辨。（2）中碳結構鋼中的馬氏體）中碳結構鋼中的馬氏體馬氏體轉變（三）馬氏體轉變應用舉例（三）馬氏體轉變應用舉例n 如如 T8、T12鋼，為片狀馬氏體。鋼，為片狀馬氏體。n 通常采用不完全加熱淬火（在通常采用不完全加熱淬火（在Ac1稍上加熱，稍上加熱，保留一定量未溶滲碳體顆粒），獲得保留一定量未溶滲碳體顆粒），獲得隱晶馬氏隱晶馬氏體體+滲碳體顆粒的混合組織滲碳體顆粒的混合組織。n 隱晶馬氏體極細，光學顯微鏡較難分辨。隱晶馬氏體極細，光學顯微鏡較難分辨。

49、（3）高碳工具鋼中的馬氏體）高碳工具鋼中的馬氏體馬氏體轉變（三）馬氏體轉變應用舉例（三）馬氏體轉變應用舉例六、貝氏體轉變六、貝氏體轉變1. 什么是貝氏體？什么是貝氏體？2. 上貝氏體與下貝氏體在組織形態和性能方上貝氏體與下貝氏體在組織形態和性能方面有何不同？面有何不同？3. 貝氏體轉變有哪些特點？貝氏體轉變有哪些特點？4. 什么是魏氏組織？對鋼的性能有何影響？什么是魏氏組織？對鋼的性能有何影響？如何防止或消除？如何防止或消除？ （一）貝氏體的組織形態六、貝氏體轉變圖9-45 上貝氏體的顯微組織a）光學顯微組織（羽毛狀） b）透射電鏡組織貝氏體轉變（一）貝氏體的組織形態圖9-46 下貝氏體顯微組

50、織a）光學顯微鏡組織 b）電子顯微鏡組織貝氏體轉變（二）貝氏體的性能 貝氏體的貝氏體的力學性能力學性能主要主要取決于其組織形態取決于其組織形態。貝。貝氏體是氏體是鐵素體和碳化物組成的雙相組織鐵素體和碳化物組成的雙相組織，其中各相，其中各相的形態、大小和分布都影響貝氏體的性能。的形態、大小和分布都影響貝氏體的性能。 上貝氏體上貝氏體形成溫度較高，鐵素體晶粒和碳化物形成溫度較高，鐵素體晶粒和碳化物顆粒較粗大，碳化物呈短桿狀平行分布在鐵素體板顆粒較粗大，碳化物呈短桿狀平行分布在鐵素體板條之間，鐵素體和碳化物分布有明顯的方向性。這條之間，鐵素體和碳化物分布有明顯的方向性。這種組織狀態使鐵素體條間易產生

51、脆斷，鐵素體條本種組織狀態使鐵素體條間易產生脆斷，鐵素體條本身也可能成為裂紋擴展的路徑。身也可能成為裂紋擴展的路徑。 下貝氏體中下貝氏體中鐵素體針細小而均勻分布，位錯密鐵素體針細小而均勻分布，位錯密度很高，在鐵素體內部又沉淀析出細小、多量而彌度很高，在鐵素體內部又沉淀析出細小、多量而彌散的散的碳化物。因此下貝氏體不但強度高，而且韌性碳化物。因此下貝氏體不但強度高，而且韌性也很好，即具有也很好，即具有良好的綜合力學性能良好的綜合力學性能。貝氏體轉變（三）貝氏體轉變的特點（三）貝氏體轉變的特點 1. 1.貝氏體轉變是一個形核與長大過程貝氏體轉變是一個形核與長大過程 2.2.貝氏體中鐵素體的形成是按

52、馬氏體轉變機制進貝氏體中鐵素體的形成是按馬氏體轉變機制進 行的行的 3.3.貝氏體中碳化物的分布與形成溫度有關貝氏體中碳化物的分布與形成溫度有關貝氏體轉變（四）魏氏組織的形成（四）魏氏組織的形成 在金相顯微鏡下在金相顯微鏡下可以觀察到從奧氏體可以觀察到從奧氏體晶界生長出來的近于晶界生長出來的近于平行的或其他規則排平行的或其他規則排列的列的針狀鐵素體或滲針狀鐵素體或滲碳體碳體以及其間存在的以及其間存在的珠光體組織珠光體組織，這種組，這種組織稱為織稱為魏氏組織魏氏組織。圖9-52 鐵素體魏氏組織a） 和滲碳體魏氏組織b）七、過冷奧氏體連續冷卻轉變圖及其應用七、過冷奧氏體連續冷卻轉變圖及其應用1.1

53、. 什么曲線稱為什么曲線稱為CCTCCT曲線？曲線？2.2. 區分共析鋼連續冷卻轉變圖中區分共析鋼連續冷卻轉變圖中轉變開始線轉變開始線、轉轉變終了線變終了線、轉變中止線轉變中止線？3.3. 什么是什么是上上臨界冷卻速度什么是臨界冷卻速度什么是下下臨界冷卻速度？臨界冷卻速度？4.4. 比較比較C C曲線與曲線與CCTCCT曲線的曲線的異同異同？5.5. 連續冷卻轉變圖的連續冷卻轉變圖的應用應用？Vk 一一) 共析碳鋼共析碳鋼 CCT 曲線建立過程示意圖曲線建立過程示意圖時間( lg )溫度A1PfPsA+PKMsMf水冷水冷油冷油冷Vk1爐冷爐冷空冷空冷二二) 共析碳鋼共析碳鋼 TTT 曲線與曲

54、線與CCT曲線的比較曲線的比較穩定的奧氏體區穩定的奧氏體區時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度()0400A1MsMfCCT曲線曲線TTT曲線曲線穩定的奧氏體區穩定的奧氏體區時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度()0400A1MsMf三三)在連續冷卻過程中在連續冷卻過程中 TTT 曲線的應用曲線的應用V1V2VkV3V4V1 = 5.5/s :爐冷爐冷 ; PV2 = 20/s :空冷空冷 ; SV3 = 33/s :油冷油冷;T+M+A殘殘V4 138/s :水冷水冷 ; M+A殘殘過

55、冷奧氏體連續冷卻轉變圖及其應用（四）連續冷卻轉變圖應用舉例 1. 1.從從CCTCCT曲線上可以獲得真實的鋼的臨界淬火速曲線上可以獲得真實的鋼的臨界淬火速度度 2.CCT2.CCT曲線是制訂正確的冷卻規范的依據曲線是制訂正確的冷卻規范的依據 3.3.根據根據CCTCCT曲線可以估計淬火以后鋼件的組織和曲線可以估計淬火以后鋼件的組織和性能性能第四節第四節 鋼在回火時的轉變鋼在回火時的轉變 1、什么是回火？、什么是回火？ 2、鋼在什么情況需要回火及回火的原因？、鋼在什么情況需要回火及回火的原因？ 3、回火有哪些轉變？轉變過程中有哪些組織？、回火有哪些轉變？轉變過程中有哪些組織？ 4、什么是回火脆性

56、？種類？對鋼的性能有哪些、什么是回火脆性？種類？對鋼的性能有哪些影響？如何防止？影響？如何防止？ 5、回火產物與、回火產物與A直接分解產物性能有何異同？直接分解產物性能有何異同？1.1.定義定義 淬火后淬火后的鋼，重新的鋼，重新加熱加熱到到A A1 1以下以下溫度，溫度，保溫保溫一定時間，使淬火組織轉變為穩定的回火組織，一定時間，使淬火組織轉變為穩定的回火組織，然后以然后以適當方式冷卻適當方式冷卻到室溫的一種熱處理工藝到室溫的一種熱處理工藝。（M M或或M+M+AR)2.2.回火的目的回火的目的 降低脆性，減少或消除內應力降低脆性，減少或消除內應力 獲得工藝所要求的力學性能獲得工藝所要求的力學

57、性能 穩定工件尺寸穩定工件尺寸 對某些高淬透性的合金鋼，可降低硬度，以對某些高淬透性的合金鋼，可降低硬度，以利加工利加工第四節第四節 鋼在回火時的轉變鋼在回火時的轉變一、淬火鋼的回火轉變及組織一、淬火鋼的回火轉變及組織1.馬氏體中碳的偏聚馬氏體中碳的偏聚2.馬氏體分解馬氏體分解3.殘余奧氏體的轉變（殘余奧氏體的轉變（相相+碳化物）碳化物）4.碳化物的轉變（針狀碳化物的轉變（針狀相相+細小粒狀和片狀碳化物）細小粒狀和片狀碳化物）5.滲碳體的聚集長大和滲碳體的聚集長大和相的再結晶相的再結晶（多邊形（多邊形相相+粗粒狀滲碳體）粗粒狀滲碳體）回火馬氏體或下貝氏體回火馬氏體或下貝氏體回火屈氏體回火屈氏體

58、回火索氏體回火索氏體第四節第四節 鋼在回火時的轉變鋼在回火時的轉變 （一）馬氏體中碳的偏聚（一）馬氏體中碳的偏聚 馬氏體中過飽和的碳原子處于體心立方晶格扁八馬氏體中過飽和的碳原子處于體心立方晶格扁八面體間隙位置，使晶體產生很大的晶格畸變，處于受面體間隙位置，使晶體產生很大的晶格畸變，處于受擠壓狀態的碳原子有從晶格間隙位置脫溶出來的自發擠壓狀態的碳原子有從晶格間隙位置脫溶出來的自發趨勢。但在趨勢。但在8080100100以下溫度回火時，鐵原子和合以下溫度回火時，鐵原子和合金元素難以進行擴散遷移，碳原子也只能作短距離的金元素難以進行擴散遷移，碳原子也只能作短距離的擴散遷移。板條狀馬氏體存在大量位借

59、，碳原子傾向擴散遷移。板條狀馬氏體存在大量位借，碳原子傾向于偏聚在位錯線附近的間隙位置，形成碳的偏聚區，于偏聚在位錯線附近的間隙位置，形成碳的偏聚區，降低馬氏體的彈性畸變能。降低馬氏體的彈性畸變能。一、淬火鋼的回火轉變及其組織一、淬火鋼的回火轉變及其組織淬火鋼的回火轉變及其組織（二）馬氏體分解（二）馬氏體分解當回火溫度超過當回火溫度超過8080時，馬氏體開始發生分解，時，馬氏體開始發生分解，碳原子偏聚區的碳原子將發生有序化，繼而轉變為碳碳原子偏聚區的碳原子將發生有序化，繼而轉變為碳化物從過飽和化物從過飽和固溶體中析出。隨著馬氏體的碳含量固溶體中析出。隨著馬氏體的碳含量降低，晶格常數降低，晶格常

60、數c逐漸減小，逐漸減小，a增大，正方度增大，正方度c/ /a減小。減小。馬氏體的分解持續到馬氏體的分解持續到350350以上，在高合金鋼中可持以上，在高合金鋼中可持續到續到600600。淬火鋼的回火轉變及其組織淬火鋼的回火轉變及其組織（三）殘留奧氏體的轉變（三）殘留奧氏體的轉變 鋼淬火后總是多少存在一些殘留奧氏體。殘留奧氏鋼淬火后總是多少存在一些殘留奧氏體。殘留奧氏體隨淬火加熱時奧氏體中碳和合金元素的含量的增加而體隨淬火加熱時奧氏體中碳和合金元素的含量的增加而增多。含碳量增多。含碳量wC C0.5%0.5%的碳鋼或低合金鋼淬火后，有可的碳鋼或低合金鋼淬火后，有可觀數量的殘留奧氏體。高碳鋼淬火后