冶金文檔改變材料性能的主要途徑

第三章

改變材料性能的主要途徑第一節(jié)金屬的塑性變形對材料性能的影響本章基本要求1．理解重要的術(shù)語和基本概念：

形變強化、滑移、滑移系、臨界分切應力、孿生、纖維組織、形變織構(gòu)、回復、再結(jié)晶、晶粒度、起始晶粒度、實際晶粒度、加工硬化、形變強化、熱變形、冷變形、固溶強化、過冷度、變質(zhì)處理、彌散強化、細晶強化、過冷奧氏體、殘余奧氏體、索氏體、屈氏體、上貝氏體、下貝氏體、淬火馬氏體、回火馬氏體、板條狀馬氏體、針狀馬氏體、隱晶馬氏體、退火、正火、淬火、回火、淬透性、淬硬性、淬透層深度、臨界淬透直徑等。

2．掌握工程材料的基本強化理論和工藝方法。

3．能描述碳鋼在加熱、冷卻以及回火過程的組織轉(zhuǎn)變。

了解碳鋼顯微組織變化對其力學性能的影響規(guī)律。

4．對碳鋼的普通熱處理能制訂工藝參數(shù)。1．單晶體的塑性變形

單晶體塑性變形的基本形式有以下兩種：。

①滑移變形：即在一定的切應力作用下，晶體的一部分相對于另一部分沿一定的晶面（稱滑移面，是晶體中原子密度最大的晶面）上的一定的晶向（稱滑移方向，是晶體中原子密度排列最大的晶向）發(fā)生滑移。原子從一個平衡位置移到另一個平衡位置，應力去除后，原子不能恢復原狀，它不破壞晶體中的原子排列規(guī)則性和改變晶體晶格類型，其移動距離是原子距離的整倍數(shù)，晶體呈現(xiàn)新的平衡狀態(tài)，滑移變形是金屬中最主要的一種塑性變形方式。

②孿生變形：即在切應力作用下，晶體的一部分相對另一部分沿一定的晶面（稱孿生面）和一定的晶向（稱孿生方向）產(chǎn)生切變。孿生面兩側(cè)的晶體形成鏡面對稱，發(fā)生孿生部分稱孿生帶。孿生帶中相鄰原子面的相對位移為原子距離的分倍數(shù)。孿生變形所需的切應力比滑移變形大得多，變形量小，速度快（音速），孿生變形常發(fā)生在受沖擊載荷或低溫和復雜晶格（密排六方晶格）的晶體中。單晶體塑性變形的基本形式滑移變形示意滑移變形——位錯的運動滑移變形與位錯上述視頻和圖解表明，滑移變形并不是滑移面兩側(cè)晶體的整體移動的剛性滑移，而是通過晶內(nèi)的位錯運動來實現(xiàn)的。當一個位錯移動到晶體表面時，就產(chǎn)生一個位移量?；谱冃问俏诲e在切應力作用下運動的結(jié)果。晶體在外力作用下的滑移，并不是整個滑移面上全部原子同時移動，而只是在位錯中心周圍的少數(shù)原子作微量的位錯運動即可實現(xiàn)，因此，所需的切應力要比剛性滑移小得多。如果晶體內(nèi)位錯很少或無位錯，則要產(chǎn)生一定量的塑性變形，所需的切應力就很大，表現(xiàn)出材料的強度很高。隨著位錯的增加，則變形就比較容易，即材料的強度降低。位錯密度與強度關(guān)系一般金屬晶體中的位錯密度在106～108cm/cm3之間。當ρ＞ρo時，切應力τ與位錯密度ρ的平方根成正比，即

式中：τ0——為ρ0時的切應力；κ——常數(shù)。

位錯增殖在滑移變形過程中造成位錯數(shù)量增多的現(xiàn)象稱為位錯增殖。一般金屬材料晶體內(nèi)部總有一定數(shù)量的位錯存在，因此金屬材料在一定外力作用下，總會發(fā)生塑性變形，隨著塑性變形量的增加，位錯數(shù)量不僅不會減少，相反促使位錯數(shù)量增加（即位錯增殖）。位錯增殖使得金屬變形能繼續(xù)進行，隨著位錯的進一步增殖，則材料強度、硬度上升，而塑性迅速下降，使得變形抗力明顯增大?；葡?/p>

金屬材料的塑性變形主要是滑移變形，滑移是沿著晶格中原子密度最大的滑移面和滑移方向進行的。

不同的晶格類型的晶體，滑移面與滑移方向的數(shù)目是不同的，常將一個滑移面和其上的一個滑移方向合稱為一個滑移系?；葡刀嗟木w則容易變形，呈現(xiàn)較好的塑性。三種常見金屬晶體結(jié)構(gòu)的滑移系多晶體的塑性變形（1）多晶體的塑性變形是每個晶粒變形的總和

在變形過程中并不是所有晶粒同時變形，而是逐步進行的。由于與外力作用方向成45o的切應力分力最大，故多晶體的變形首先從滑移面與滑移方向與外力成45o的晶粒開始，這種晶粒稱為軟位向晶粒。在變形的同時，晶格方位略向外力作用的方向轉(zhuǎn)動，接著滑移面方位略大于或小于45o的次軟位向晶粒變形，并同樣發(fā)生轉(zhuǎn)動。多晶體塑性變形多晶體塑性變形（2）多晶體金屬的晶界是位錯運動的壁壘

即竹節(jié)狀現(xiàn)象。晶界處原子排列不規(guī)則，并存在一定的應力場，還有雜質(zhì)原子的偏聚，晶界兩側(cè)的晶格方位不同，所以位錯通過晶界的阻力要比晶內(nèi)運動時大得多。塑性變形對金屬組織及性能的影響

——冷變形纖維組織隨著變形的進行，晶粒外形沿作用力的方向被拉長，且發(fā)生晶格歪斜。由于大量位錯堆積和纏結(jié)，在晶粒內(nèi)部會產(chǎn)生亞晶?；蛐纬伤榫?，使得位錯運動阻力增大。當變形量很大時，晶粒變成細條狀，金屬中的夾雜物也被拉長，稱為冷變形纖維組織。這種纖維組織的性能呈現(xiàn)各向異性，材料內(nèi)部產(chǎn)生殘余應力。塑性變形對金屬組織及性能的影響

——晶粒胞狀化，加工硬化經(jīng)過塑性變形，金屬位錯密度急劇增加，大量在不同滑移面上運動的位錯由于遇到各種阻礙，或者由于位錯彼此作用，產(chǎn)生位錯纏結(jié)，一種是位錯“釘扎”，一種是位錯“纏繞”。隨著變形增加，大量位錯形成了胞狀亞結(jié)構(gòu)，胞壁由高密度位錯構(gòu)成，即亞晶界。變形量增加，亞晶粒細化。晶粒亞結(jié)構(gòu)細化以及位錯密度的增加，使金屬塑性變形抗力增加，塑性韌性下降，產(chǎn)生加工硬化。塑性變形對金屬組織及性能的影響

——變形織構(gòu)由于每個晶粒變形過程中，晶格方位會沿外力方向轉(zhuǎn)動，當變形量達到70％～90％，每個晶粒位向趨于大致一致，這種在晶體中某一晶面的取向基本相同的現(xiàn)象稱為變形織構(gòu)，也稱“擇優(yōu)取向”。變形織構(gòu)也使金屬材料具有各向異性，在大多數(shù)情況下對金屬材料的性能是不利的。只有在少數(shù)情況下，如為了提高變壓器的矽（硅）鋼片某一方向的磁導率，在生產(chǎn)上才有意識地形成變形織構(gòu)，可提高變壓器的磁導率。加工硬化金屬經(jīng)塑性變形后，晶粒變長，晶格歪斜，由于亞結(jié)構(gòu)的形成而呈現(xiàn)碎晶，并產(chǎn)生殘余內(nèi)應力，使得金屬繼續(xù)變形困難，這一現(xiàn)象稱為加工硬化。即加工硬化后，材料強度、硬度上升，塑性、韌性下降。一般金屬的加工硬化隨變形的增大而增大。金屬的加工硬化不僅使金屬的力學性能發(fā)生明顯變化，還使金屬的物理及化學性能也發(fā)生明顯的改變，并使電阻增大，耐蝕性降低等。二.塑性變形金屬的再結(jié)晶再結(jié)晶過程：

金屬冷塑性變形使金屬內(nèi)部產(chǎn)生碎晶，晶格畸變，位錯密度增加，使得這種組織處于不穩(wěn)定狀態(tài)，本身有著向恢復穩(wěn)定的趨勢，隨著溫度的上升，其原子活動能量提高，最終產(chǎn)生再結(jié)晶，即呈現(xiàn)出新的平衡狀態(tài)。隨著加熱溫度的提高，變形后的金屬將相繼發(fā)生回復、再結(jié)晶和晶粒長大過程。塑性變形非后的再結(jié)暮晶過程（1）回復金屬加挨熱到（0.2鈴5～0.3）T熔時，晶度粒內(nèi)部鄉(xiāng)豐位錯、嶺空位、束間隙原螺子等缺液陷通過卡遷移、教復合消施失而大伸大減少盛，而晶鑒粒仍保峰持變形燥后的形拖態(tài)，金甩屬內(nèi)部建的顯微殼組織不銹發(fā)生明徐顯的變志化。這一過誦程使得緩缺陷減誕少，晶仿格畸變掏降低，緒滑移面留上的彈歲性彎曲雜現(xiàn)象消分失，內(nèi)由應力、既電阻率那明顯降領(lǐng)低，應央力腐蝕舞現(xiàn)象基降本消失桑。強度中、硬度谷略有降施低，而琴塑性、模韌性略澤有提高能。工業(yè)上常叮利用回復捎過程對變摸形金屬進秤行去應力麥退火，以斑降低殘余崗內(nèi)應力，務保持加工愛硬化效果饞。（2）再結(jié)盞晶當金屬居繼續(xù)加天熱到（0.3漆5～0.4）T熔時，原歪子擴散奏能力增疊大，在名位錯密爺度較高雅的晶界辟上，一版些未變絞形的亞耀晶粒和芳回復時捕形成的橡多邊化鬼亞晶粒紫轉(zhuǎn)變成己再結(jié)晶型晶粒，勸并進一葵步長大桑。此時寒被拉長竄的晶粒商和碎晶碑轉(zhuǎn)變?yōu)闄z均勻細悶小的等奮軸晶粒段，但晶票格類型蓬不變，層這一過雜程稱為轟再結(jié)晶魂。性能和懼組織發(fā)李生急劇磁變化，盜即強度詳、硬度封下降，仆而塑性條、韌性庸明顯上沾升，內(nèi)導應力基溝本消失湊。金屬燦的性能漁基本上吊恢復到憶變形前蒼的性能秒，即加叢工硬化情消失。再結(jié)晶豎的特點嘆：沒有拴一個固蝕定的溫板度，隨刻著溫度社和時間瀉的延長率，再結(jié)燒晶不斷輝進行，玻開始的法再結(jié)晶絕溫度稱落為最低光再結(jié)晶秒溫度(T再)，即：T再≈(0.3敲5～0.4泛)T熔(K°)再結(jié)晶爽溫度范定圍再結(jié)晶是鋒在一個溫泉度范圍內(nèi)撕進行的,并隨預變氣形度的增秩大而降低,當變形度睜增大到一念定數(shù)值時,再結(jié)晶供溫度趨戚于一個最極限溫欣度。再結(jié)晶陪退火：把冷概塑性變焦形后金范屬加熱老到再結(jié)訴晶溫度昨以上，它使其發(fā)竟生再結(jié)荒晶現(xiàn)象暫，從而婦消除加革工硬化蘋，提高谷塑性，埋這種熱擁處理稱寸為再結(jié)皆晶退火蚊。再結(jié)紐奉晶退火昌溫度要利比再結(jié)其晶溫度介高100～200捏℃。（3）晶粒長葛大冷變形叢金屬在后再結(jié)晶少剛完成手時，一猶般可得陪到細小鋒的等軸惹晶粒組淋織。如選果繼續(xù)越提高加眉熱溫度眠和保溫領(lǐng)時間，舉則晶粒串會進一光步長大猾，最后羅得到粗薄大晶粒肥的組織抱，使得拋金屬的銅強度、論硬度、緞塑性、廟韌性等湯力學性岔能都顯筋著降低魄。晶粒長管大，實蔑質(zhì)上是紡一個晶黑界位移板的過程瞎。當金邊屬變形呈較大，徹產(chǎn)生織廉構(gòu)，含提有較多值的雜質(zhì)認時，晶撈界的遷趨移將受經(jīng)到阻礙廚，因而秧只會有沙少數(shù)處灘于優(yōu)越滋條件的渠晶粒（愧例如：醬尺寸較器大，取療向有利泄等）優(yōu)伴先長大增，并迅議速合并狐周圍大客量小晶勺粒，最部后獲得懲異常粗楊大晶粒秀的組織頁。這種不均起勻的長大辱過程類似例于再結(jié)晶盜的生核（療較大穩(wěn)定粥亞晶粒生沿成）和長沸大（吞并護周圍的小斧亞晶粒）兆的過程，酸所以稱為嫂二次再結(jié)同晶。它將搬顯著降低你金屬的力擾學性能。2．再結(jié)晶鵝后的晶粒萌度影響再結(jié)調(diào)晶退火后復晶粒度的豪主要因素文：再結(jié)晶付退火溫融度預先冷老變形度1）加熱溫認度加工硬化捏金屬剛完疏成再結(jié)晶錢轉(zhuǎn)變時，存晶粒細小徹，具有較耳好的力學字性能。隨慈著再結(jié)晶蹦時的加熱弟溫度升高狼，原子擴彎散能力強就，則晶界乘愈易遷移去，則得到扣的晶粒度罪就愈大。望此外，加咳熱溫度一陰定時，而蔑保溫時間慰延長，同秩樣也會使曲晶粒長大撤。(

2)預先變形變形度她很小時眠，再結(jié)吩晶退火脾后，因孤不足以灰引起再嘗結(jié)晶，決晶粒大耀小基本歡不變。定變形度蛛在2％～10％時，抓因變形敘不均勻馳，再結(jié)抽晶時容凳易發(fā)生統(tǒng)吞并而爺呈現(xiàn)晶渾粒特別刃粗大，魯這一范膝圍的預拴先變形噴度稱為詞臨界變潤形度。生產(chǎn)中應壤盡可能避塔開在臨界艇變形度范同圍內(nèi)變形坊。各種金價屬的臨瞧界變形腳度一般峰在2～10％之間，第如純鐵約兵為2～10％、鋼約合為５～10％、銅介約為５板％、鋁端約為2～４％。當超過芝臨界變伸形度范私圍變形羨時，晶嫂粒大小唯隨預先倘變形度祝增大而乎減少。緒但超過90％時，挺可能產(chǎn)違生變形預結(jié)構(gòu)而害使晶粒耗變大。三.金屬的炎熱變形主要用來授加工強度怨較高和尺退寸大而無帳法進行冷嘉變形的金激屬材料。金屬隨義溫度的君上升，妻而強度糾、硬度袍降低，塞塑性、殼韌性提芹高。因此金駐屬變形巾抗力小偷，塑性根大，而鹽且不會州產(chǎn)生加信工硬化張現(xiàn)象，源可以進撈行大量謙的加工旁變形。熱變形升金屬的裹組織和賴性能變或化可使鑄拒態(tài)金屬蘇中的氣蜂孔、縮購松等缺卷陷被壓書合，提險高金屬斤致密度躍、性能括。破碎粗大宵樹枝晶、曉大晶塊和散碳化物，言并通過再宅結(jié)晶獲得役等軸細晶反粒，提高尋力學性能屑。變形拉長辰金屬中的酸雜質(zhì)、晶慚粒，而拉童長的晶粒鄭再結(jié)晶后橡恢復為等余軸細晶，終而雜質(zhì)仍釘為條狀，先使金屬呈嫂現(xiàn)纖維形逢態(tài)，稱為洽熱變形纖標維組織。由于纖維螺組織的出臥現(xiàn)，使得勁金屬材料驚具有方向診性。一般啞垂直于纖圾維方向具爭有較高的萌彎曲強度冒、抗剪強淋度，而平遙行纖維方檢向具有較坦好的抗拉朱強度和塑蹤蝶性。熱變形蟻后的金技屬并沒它有提高如其強度析和硬度貓，只是袍使金屬尋具有明灘顯的方剛向性。悶所以只鄙有當零叮件某種堪載荷的頓方向與趣纖維方抵向一致皮時，才窄顯示出皺提高材紗料的性啄能。熱變形隨纖維組見織的應幸用①熱軋：是生產(chǎn)各暖種型材的伶主要方法滑，通常在肺再結(jié)晶溫圖度以上進娛行，熱軋同后型材沿旺軸線形成攏熱變形纖輪維組織。跪②鍛造：通過選嘆用型材批作為坯版料，一剝般也是遞在再結(jié)跳晶溫度反以上進投行。鍛唇造一方孝面可以翁獲得所發(fā)需零件且的毛坯閥形狀，窯另一方喝面可使走坯料的擁纖維方宅向重新?lián)畏植肌］呍谠O計流零件時個，應盡壩可能使菜纖維組呢織沿零案件的輪威廓線分踢布而不口被切斷睬，最大杠正應力灰與纖維很方向平善行，最花大切應云力與纖鹽維方向畝垂直，趴從而達被到較高炸的力學乎性能。熱塑性纖丟維組織的閘應用熱變形睡組織的綢利用四.形變強榜化的應次用金屬材傳料經(jīng)冷督塑性變蹦形后，愁提高強腦度和硬鼓度的方列法，稱祥為形變奴強化。是室溫授時呈單柿相組織妖，加熱狐時又不尿發(fā)生相動變的金樂屬和合拉金的主火要強化徐方法；瞎也是以腰單相固興溶體為山主要組容成物，拌包含少帶量第二佛相的合案金的重寨要強化隸方法。形變強臣化主要蘆用于不盜能采用瞞熱處理皺強化或丈強化效梁果不顯蛾著的，作室溫時棟又具有垂良好的熱塑性，明并能進孔行適當果程度的妖冷塑性娘變形的串金屬和編合金。常用的形加變強化方鬼法有冷擠、拉桑、軋、鐓、壓、滾時壓和噴貍丸等。擠、鹿拉、軋用片于原材料創(chuàng)生產(chǎn)；冷范鐓用于標敬準件的生溪產(chǎn)；冷壓疲、滾壓和朽噴丸用于帝零件表面蜘強化，提頁零件表面乎硬度、疲曲勞強度和寬表面質(zhì)量題。形變強化綢在生產(chǎn)上埋已得到了青廣泛地應毒用，如各某類鋼絲、喝鋁絲、鐵略絲和小直唱徑彈簧鋼河絲等；薄立鋼板的冷叢軋；冷鐓引螺栓；大窗彈簧和大蓄齒輪表面妻的噴丸處智理；滑動沫摩擦軸頸誘的滾壓；姜精密鍛件臉的精壓等司。形變強化譜時，材料的截底面尺寸不尤宜過大，否則齡表面變籃形不均雷勻，不龜能達到名預期的吸強化效精果。塑顏性差、局形狀復耍雜的零錯件也不鴿能進行妥形變強歇化處理朵。第三章改變材棟料性能柜的主要哪途徑第二節(jié)金屬的晶排粒度對材京料性能的爆影響金屬晶貨粒度與刺材料性墳能的關(guān)廁系晶粒粗細蚊決定了晶載界面積的侄大小。晶牌粒細小，榨金屬材料狐總晶界面靜積增加。溉晶粒愈細寺，晶界愈豬多，位錯沉運動困難懇，則金屬統(tǒng)材料的強反度和硬度叢顯著提高挪。當晶粒憶細小時敬，同一馳位向的煉晶粒數(shù)目目增加之，在外漏力作用輛下，變媽形的晶領(lǐng)粒也多簽，可使驕應力分錫散，變軟形均勻繪，并使皺得金屬偏具有較潮好的塑牧性和韌谷性，所志以晶粒循細化不映僅是提叔高金屬境強度、膽硬度，要而又是愿提高塑架性和韌芹性的重臨要途徑追。影響晶粒迫度的因素——過冷度液態(tài)金圖屬結(jié)晶島過程晶復粒大小餓與生核析率N（單位排時間內(nèi)驅(qū)，單位劣體積中憤所產(chǎn)生剩的晶核抽數(shù)）及浮生長率G（單位時選間內(nèi)晶粒導長大速度錫）有關(guān)。在一定過倚冷度范圍舊內(nèi)，生核肉率N和生長論率G是隨過冷撈度的提高屑而增大。棉其中生核右率大于生疏長率的速糕度，所以替隨著過冷香度ΔT的增大堤而得到扯的晶粒腰更細。當過冷度ΔT達到一華定程度得時，由及于原子得移動阻料力增大諒，故生片核率和叨生長率畢都降低障。在通常趣金屬結(jié)徐晶時的久過冷度卷范圍內(nèi)泛，過冷膏度愈大膝，則N/G比值愈族大，因俯而晶粒達愈細。攔增大過顛冷度主義要取決嚇于液態(tài)時金屬的究冷卻速衰度，可得通過改鏈變液態(tài)該金屬的嬌冷卻速棉度來控咽制晶粒朝的大小箱，但冷納卻速度療過大又沖會使金提屬中內(nèi)最應力增抄大，造悉成鑄件芽的變形轎和裂紋軋等缺陷狀，生產(chǎn)樹中常采菊用其他絲式細化晶貨粒的方錯法。影響晶粒映度的因素——異質(zhì)晶尊核在液態(tài)克金屬中齡存在的兩異質(zhì)微咱粒，符副合生核跪和生長關(guān)條件時奴，均可況作為晶殃核，異耗質(zhì)微粒挽含量適旨當時，宴可以獲三得細小愿晶粒的巾金屬。細晶強孫化的方甘法1）提高過粘冷度：提高過冷主度主要取盒決于液態(tài)漂金屬的冷令卻速度。途如：①采氏用金屬型巷鑄造，增嘉大鑄件的暗冷卻速度號。②鑄件臥壁厚設計化適當，薄茄壁鑄件可斤提高冷卻揉速度，細抗化晶粒。2）變質(zhì)處營理：在液態(tài)慶金屬中賽加入一纖定量的磨變質(zhì)劑設（也稱聯(lián)孕育劑鞠），作賺為異質(zhì)辟晶核以宣獲得細掘晶鑄件避稱為變觸質(zhì)處理描。如在娃鋼液中章加入V、Ti、Al；在鑄挨鐵液中褲加入75Si收Fe等。有時加入眨某些合金拍元素或鹽挑類，可以帆降低固相帳界面的表批面能或附蹈著在晶體泛的結(jié)晶前蘋緣，阻礙商晶粒長大社，也可獲緊得細晶組多織；在鋁摧合金液體填中加入Ti、Zr；在鋁摟硅合金激中加入頃鈉鹽等秋，都可援達到細作化晶粒純的目的答。3）振動與搏攪拌：金屬結(jié)門晶時施嶺以機械伍振動、利超聲波烤振動、沫電磁振艙動或攪貸拌等都喊可使樹罰枝晶或晝大晶塊覆破碎而宴增加新廳的晶核窗。振動社還能補圍充生核權(quán)時所需梅的能量撇，提高追生核率掛。細晶強向化的應錯用主要應用哭于鑄件生洲產(chǎn)領(lǐng)域，青如鑄鐵件駐和有色金象屬及合金澆鑄造，例側(cè)如灰鑄鐵轟的孕育處近理和鋁活呼塞采用金少屬型鑄造券。第三章改變材料券性能的主劉要途徑第三節(jié)金屬的合撐金化“合金化鹽”的概念在金屬中丑加入某些合金元牽素，使之具拍有某種性管能的方法粥稱為金屬州的合金化球。經(jīng)合金蛇化后可提嗎高金屬的狂強度、硬矛度及耐蝕晚性、熱硬鉗性、淬透俘性及其他掛物理性能市等一.合金化虜強化原銳理或途凈徑1．固溶類強化固溶強化獻是指合金合元素溶于裳基體金屬站中形成固容溶體而使恭金屬強化嬌。溶質(zhì)原槳子溶入溶跡劑晶格中痕使溶劑金蛙屬晶格畸休變。晶格銳畸變產(chǎn)生怒的應力場悟與位錯周掙圍的彈性構(gòu)應力場交默互作用，至并使溶質(zhì)野原子移向去位錯線附嶺近。2．第二睜相強化櫻（又稱彌嘴散強化）第二相席強化是炒指合金嚇元素與刑基體金男屬形成決金屬化代合物、鑄或與碳限、氮、縮慧氧形成撕碳化物宅、氮化廉物、氧色化物等電以細小砌彌散的娃第二相讀質(zhì)點均門勻地分近布在金新屬基體處上使金寄屬強化窯。固溶強襲化的主釀要方式溶質(zhì)原叨子小于梯基體（校溶劑）鳴原子形炭成的置夸換原子鎮(zhèn)，一般怪移向位貌錯線附走近的受歪壓位置污，即刃污型位錯瓣的上部東。溶質(zhì)原子奔大于基體熊原子形成演的置換原鈴子和間隙胸原子，一餡般移向位日錯線附近碧的受拉位也置，即刃麥型位錯的繁下部。置換式泰固溶體舊的溶質(zhì)產(chǎn)原子與哀基體原格子直徑玩相差愈嗚大，其遇強化效標果愈好葉。間隙式固測溶體，由旗于間隙原則子使基體艷晶格畸變枯程度更大滅，故強化真效果更好址。彌散強化挪的方式第二相威為高硬存度微粒深，以細緊小彌散脊均勻地翻分布在滅基體中恨時，強縫化效果筑佳。由蕉于第二姥相質(zhì)點街周圍的杜基體金終屬產(chǎn)生虧晶格畸顯變，同屬時又增管加了基基體與第普二相的截界面，嚴兩者都堤使位錯卸運動的礦阻力增炒大，則領(lǐng)可提高搶金屬的傷強度和袖硬度。二.合金化強膜化方法與童應用在冶煉緊澆注鑄姑錠、生飼產(chǎn)原材蜜料時加眠入一定戚量的某臉些元素血，通過撕這些元區(qū)素溶于男基體金孟屬中形迷成固溶爹體或各超類化合詞物，使另金屬得苦到強化學。也可幣在熔煉澆注鑄奸件時加入電一定量竊的某些蟻元素而許起強化牲作用。合金化強俗化主要應襪用于各類舞合金鋼、啊各類鑄鐵命及非鐵合株金等，用施來提高其敲力學性能之。如合金喬結(jié)構(gòu)鋼中迫加入Cr、Ni、Si、Mn等元素量，可顯曬著提高恢提高鐵俊素體的什硬度，瘋產(chǎn)生固飲溶強化跟。在某些合斑金結(jié)構(gòu)鋼失或合金工旅具鋼中加躲入Mo、W、V、Ti、Nb等強碳夠化合物沈形成元面素，可澆形成特茂殊碳化模合物，場起第二乞相強化湖作用，跪使鋼具睡有高硬恨度和優(yōu)心良的高顛溫性能踩。如耐召磨鑄鐵姓中加入Cr、Mo、V、B，銅合金浸中加入Zn、Sn、Al，可產(chǎn)莫生第二皮相強化壟作用。在鑄造壘生產(chǎn)中精，合金率化強化義是最常利用的強章化手段重。第三章改變材遍料性能倘的主要波途徑第四節(jié)金屬的鴨熱處理熱處理——淬火熱處理巡壽自動線有色金屬稍熱處理——鋁合金保護氣氛威及真空熱政處理汽車板簧更熱處理——回火彈簧熱昆處理——淬火+中文回火一.概述熱處理推是將固僻態(tài)金屬皺或合金趣采用適零當?shù)姆讲焓竭M行加熱、使保溫和倚冷卻，以獲得所需的孔組織結(jié)壇構(gòu)與性償能的一種工獲藝熱處理志的地位不改變均其外形遭，只是縮慧改變零世件內(nèi)部陷組織結(jié)刷構(gòu)，從淚而達到北零件的閑力學性刻能要求困。在機械鞭制造工遺業(yè)中占牲有十分鍛重要的龜?shù)匚?，潔機床制倦造中約60～70％的零拆件，汽碼車、拖杰拉機制提造中約橋有70～80％的零順件都要夕進行熱條處理，般而各種秀工、模眉、量具鵝和滾動閃軸承等咱幾乎全脂部都要摩進行熱國處理。熱處理是卻目前提高竄零件使用項壽命的一鳳道重要工父藝，在機棚械制造中搖占有重要犁地位。熱處理偷的分類——以加熱模與冷卻處方式區(qū)則分二.碳素鋼插熱處理A1、A3、Acm是碳鋼軌在極緩代慢地加陰熱或冷全卻時地殲轉(zhuǎn)變溫捐度，因縱此，A1、A3、Acm點都是平葛衡臨界點非。在實際憶生產(chǎn)中，填加熱或冷貫卻都是要逢發(fā)生一定輝的滯后現(xiàn)岸象，即要瓣有一定的眉過熱和過箱冷才能使惱相變充分齊進行。因邊此加熱時俘分別用Ac1、Ac3、Accm表示，冷傍卻時分別僻用Ar1、Ar3、Arcm表示1．加熱時則的組織轉(zhuǎn)悅變?nèi)魏纬山值奶伎翠摷訜嵋\到臨界泡點Ac1線以上都郊會發(fā)生P→A轉(zhuǎn)變，而創(chuàng)亞共析、粒過共析鋼超加熱到Ac3、Accm線以上時毀便全部轉(zhuǎn)春變?yōu)锳。熱處理炸進行Ac1、Ac3、Accm以上加出熱的目婚的，就顏是為了歲得到A，這種肚加熱轉(zhuǎn)標變過程帽通常稱種“奧氏母體化”拘。奧氏役體化后際的鋼以修不同的栽冷卻方孔式，可練得到不尸同的組括織，獲識得不同寺的性能享。奧氏體邊是鋼的月組織轉(zhuǎn)冰變的基術(shù)本條件躲。（1）奧氏體桌的形成過慌程P是F和Fe3C兩相機械噴混合物。彎加熱到Ac1時，P開始向A轉(zhuǎn)變：由此可芬知，P→A轉(zhuǎn)變，是婚由成分相賽差懸殊，擱晶格不同刑的兩相重預組成另一認種晶格的配均勻單相祝奧氏體。竭轉(zhuǎn)變過程值中必須進蓮行晶格重糖組、鐵和窗碳原子舍的充分擴散，即相變。轉(zhuǎn)變過程里是通過生核與斷長大過朋程來實現(xiàn)的纏，分為四辭個階段。共析鋼種的奧氏洗體化過召程1）奧氏體爆晶核的形喘成當P加熱到Ac1以上時，P處于不穩(wěn)錦定狀態(tài)，筆經(jīng)過孕育容，首先在F與Fe3C的界面溝上形成A晶核，這最是因為界摔面處空位竊和位錯密據(jù)度高，能胸量較高，絲式且A碳質(zhì)量分覺數(shù)介于F與Fe3C之間，籃易使一遞部分F轉(zhuǎn)變?yōu)槭拿嫘牧⑴姆降腁(γ-Fe堵)，而側(cè)調(diào)面滲碳找體溶入A晶格中，御使其具有株共析奧氏鐵體所需的史碳質(zhì)量分耍數(shù)，這樣泉就形成了A晶核。2）奧氏體笨晶核的長鳴大A晶核長疑大：由釋于A與兩側(cè)F和Fe3C存在碳原闖子與鐵原拍子的濃度蜓差，促使F晶格不斬斷的轉(zhuǎn)倦變?yōu)槊鎿涡牧⒎讲┑腁，而Fe3C則連續(xù)溶倚入A中，并蛋通過Fe、C原子擴欲散，使A晶核長大登，直至鐵頸素體晶格打轉(zhuǎn)變完畢梯，所有A晶格相互伏接觸為止鹿。3）未溶Fe3C的溶解由于A與F晶格比崗較接近全，與Fe3C的晶格畫差別較銷大，F(xiàn)向A轉(zhuǎn)變的豎速度要愧比Fe3C溶入A的速度快盤。且Fe3C溶解所提生供的碳原滅子遠多于F轉(zhuǎn)變?yōu)锳所需的撐碳原子寄，F(xiàn)全部轉(zhuǎn)兼變成A后，尚有悉少量Fe3C存在于A晶粒中，面隨著時間輝的延長未漏溶Fe3C不斷溶即入A中，直責至全部銜消失。4）奧氏到體成分訂均勻化Fe3C完全溶解涂后，A晶粒中C濃度仍衰是不均濃勻的。延長保溫至時間，通暫過碳原子苗的充分擴剪散，使A晶粒的成幣分均勻化竄，并具有聯(lián)共析碳質(zhì)互量分數(shù)，A化過程猾才全部很完成。亞共析脫和過共畝析鋼的榜室溫組盯織，除持了P外，還有嘩先析F和先析Fe3C。其A化過程，詠首先是P→A，然后碧是先析F和先析Fe3C繼續(xù)向A轉(zhuǎn)變或盲溶解，攪最后得鑼到單相A組織。（2）影響甚奧氏體騙轉(zhuǎn)變的太因素——加熱溫務度加熱溫度儉對A的形成速預度有很大狂的影響。加熱溫唇度愈高光，碳原坦子的擴綿散能力屯也愈大松，鐵的傳晶格重泄組和鐵用、碳原碼子的擴蟲散愈快關(guān)，因此辟，加速衡了A的形成爬。（2）影響奧垃氏體轉(zhuǎn)變盞的因素——加熱速度加熱速度島愈快，過省熱度愈大展，A的實際層轉(zhuǎn)變溫搜度愈高柳，轉(zhuǎn)變慰溫度范戶圍寬，模則轉(zhuǎn)變著時間短逢。υ1加熱速度恰較慢，在a點開始筍轉(zhuǎn)變，b點轉(zhuǎn)變結(jié)臥束；υ2加熱速雹度較快因，在c點開始防轉(zhuǎn)變，d點轉(zhuǎn)變腹結(jié)束。塊從轉(zhuǎn)變墻時間來賺看，υ1的轉(zhuǎn)變時惰間要比υ2的轉(zhuǎn)變?nèi)箷r間長繁?？焖偌涌鞜嵊欣庥趭W氏枕體的形凱成。（2）影響奧麻氏體轉(zhuǎn)變秤的因素——化學成分含C增加，F(xiàn)e3C量增加經(jīng)，F(xiàn)e3C與F相界面越由大，促使A形核增但多，加強速了A化過程，芝形成細晶A。合金元柿素不影過響A化基本過拉程，但影說響轉(zhuǎn)變速畫度。（2）影響貪奧氏體鎖轉(zhuǎn)變的檔因素——原始組織生成的珠狂光體越細偉，形核部筐位越多，末促進形核賤，A形成速度雀加快；形成A的速度是氣層片狀P>粒狀P，原因顫是需要沃足夠滲殼碳體或匙者C，且層堅片狀P轉(zhuǎn)變?yōu)锳的溫度附往往要勞低些。（3）奧氏體繳的晶粒度鋼的奧氏朗體化目的代：獲得成兆分均勻、兄細小的奧磨氏體組織爹。奧氏體的寄晶粒度：奧氏體化指后奧氏體散晶粒的粗只細。根據(jù)奧智氏體形逢成過程裕和晶粒榨長大情薪?jīng)r，奧哥氏體晶雅粒度可億分為：起始晶粒窮度、實際貢晶粒度和矮本質(zhì)晶粒頓度。起始晶粒刃度是P剛完成A轉(zhuǎn)變時的A晶粒度，局此時A晶粒是量很細小、糠均勻的。實際晶粒株度在實際生旬產(chǎn)中，為帳了A轉(zhuǎn)變充分民、成分均筐勻，實際剝加熱溫度圖都略高于日臨界溫度暖，故A晶粒度要低比起始晶華粒度大。霞奧氏體實謙際晶粒度促對熱處理疼后的性能挑影響很大卻，生產(chǎn)中黎常控制有錫關(guān)參數(shù)以等獲得細小征的晶粒，拋從而獲得井具有一定戲強度、硬嫩度，又有本良好塑性狀和韌性的槽力學性能格，是一種縱強韌化手猛段。奧氏體的忠實際晶粒啄度隨加熱逮溫度的升拿高而粗大藏，當溫度徐升高到某陷一數(shù)值時槐，晶粒度災變得非常胸粗大。晶眼粒過于粗屠大的將明謙顯降低力馳學性能。實際晶惰粒度生產(chǎn)中采馬用（GB63忘94—8挽6）國家晶廁粒度等級防標準評定里晶粒度。邁此標準鎮(zhèn)按下列設牢計的：n=2N-1式中：n—為放大100倍時平研均每6.45刑cm2面積內(nèi)所戒含的晶粒賢數(shù)；N—為晶粒等眠級。評定時即可將鋼潛制成試導樣，經(jīng)待拋光腐鴿蝕后再擊與晶粒耽度標準訪等級圖爬對比即熄可。1~4級為粗晶憶粒度，5~8級為細萌晶粒度技。1級粗的益晶粒為差過熱組邁織，一腐般不能銷使用。召比8級細的瓶晶粒，湯一般為迅工具鋼史淬火后竊的實際峽晶粒。A的晶粒武度本質(zhì)晶粒揭度不同成帶分的鋼買，奧氏深體晶粒滅長大傾俘向是不靠同的。鋼在加該熱時奧油氏體長武大的傾甜向，根雪據(jù)（GB63熟94—8允6）規(guī)定猶測定。方法：侵將鋼加亦熱到930℃煙±10℃，保溫3～8h，冷卻滅后在放玻大100X的顯微用鏡下測愁定的晶盾粒度。與晶?？芏葮藴式返燃増D陶比較，1－4級為本織質(zhì)粗晶損粒度鋼響，5－8級為本質(zhì)電細晶粒度登鋼。本質(zhì)晶館粒度實正際上是射鋼加熱壩時奧氏綢體晶粒丙長大的計傾向。本質(zhì)晶繞粒度圖影響本質(zhì)幻玉晶粒度的碌因素鋼的本質(zhì)飽晶粒度與覺鋼的成分栽和冶煉時炮的脫氧方盛法有關(guān)，葵一般經(jīng)Al脫氧或含Ti、V、Mo、W等的鋼找，多是乘本質(zhì)細偵晶粒度午鋼。因耳為這些怕元素能躬形成難你溶于奧煎氏體的汪細小碳鍛化物質(zhì)炕點，阻皺止奧氏舌體晶粒尾長大。用Si、Mn脫氧的準鋼一般認都為本膨質(zhì)粗晶暮粒度鋼矛。而沸掉騰鋼為強本質(zhì)粗翁晶粒度觀鋼，鎮(zhèn)戴靜鋼為衛(wèi)本質(zhì)細推晶粒度蠟鋼。需經(jīng)熱哭處理的廳工件一繳般都采桑用本質(zhì)隆細晶粒疾度鋼，懸如滲碳壇、滲其叮他金屬次等工藝鴿。采用本狼質(zhì)細晶耕，在高宴溫進行扎長時間電加熱保煎溫時可畫防止工抹件心部筍和表層涼組織過愧熱，滲欠入元素冰后就可永直接淬紫火。影響奧氏層體晶粒長灑大的因素街主要是加躬熱溫度和慰保溫時間愈、加熱速痰度和合金擺元素的作蓋用。加熱速龜度快，錄過熱度朗大，奧伍氏體晶磁粒細小鐮。鋼中若們有強碳鈔化物形淡成元素早，也能溫使奧氏浙體晶粒珠細小。冷卻方式①等溫競冷卻：頁將奧氏研體化后輛的鋼，烈快速冷給卻到A1以下某一奶溫度，進冰行保溫，飽使其在該定溫度下發(fā)諷生組織轉(zhuǎn)度變，稱為頭等溫轉(zhuǎn)變②連續(xù)輔冷卻挎：從奧津氏體化侄溫度以鞭某種冷鄰卻速度襲連續(xù)冷扯卻到室抗溫，這嘆一過程擾發(fā)生的動組織轉(zhuǎn)辱變，稱房誠為連續(xù)企冷卻轉(zhuǎn)崖變。（1）過冷奧累氏體等溫皮轉(zhuǎn)變奧氏體在扔臨界點上賓為穩(wěn)定相趁，能長期淡存在。一演旦冷卻到贏臨界點以將下時，并沒非立即發(fā)字生轉(zhuǎn)變，待而是需要灘一定時間燦的孕育期毅。在A1溫度以余下轉(zhuǎn)變陜以前存同在的奧印氏體稱她為過冷較奧氏體蛇。過冷奧泛氏體在賄不同溫西度等溫喬時，孕剛育長短維不同，眼轉(zhuǎn)變終竿止時間去也不同陵。將不劉同溫度抽過冷奧蹈氏體轉(zhuǎn)依變開始卡的時間沙與轉(zhuǎn)變庭終止的匪時間標特注在溫廚度－時啊間（對桑數(shù)）坐影標圖上摩，并將呀相同的載轉(zhuǎn)變點驚連接成勞光滑曲玩線，便巖可得到躬過冷奧雅氏體等悅溫轉(zhuǎn)變評曲線圖臂。又凳稱C曲線或吧鼻子曲瘡線，英節(jié)文稱TTT曲線。過冷奧簽氏體等慮溫轉(zhuǎn)變C曲線1）過冷奧瞎氏體等溫習轉(zhuǎn)變過程在A1線以下，且隨著過冷唯溫度降低考，過冷A的孕育維時間縮炎短，而婆轉(zhuǎn)變速廈度提高減。在550℃左右，孕荷育期最短綱，過冷A最不穩(wěn)定經(jīng)，它的轉(zhuǎn)容變速度最桂快。這是損由于過冷賠度降低，A與轉(zhuǎn)變產(chǎn)剖物的自由陳能差增大奸，轉(zhuǎn)變動慎力增大。在550℃以下，挎由于原甘子擴散肺能力隨掙溫度降涼低而降憐低，所驕以隨著定過冷溫斤度的降珍低，孕飄育期增辯大，則壩轉(zhuǎn)變速瓶度減慢幼。當過冷溫桃度低于Ms線（共析媽鋼Ms線約230℃）時，由裙于溫度低氧，原子不殼能擴散，替立即發(fā)生托晶格轉(zhuǎn)變抓，隨著溫親度的降低塑，轉(zhuǎn)變量堡增加，至Mf溫度轉(zhuǎn)貸變結(jié)束州。在A1線以下悔，轉(zhuǎn)變探終止線本以右區(qū)做域為轉(zhuǎn)騙變產(chǎn)物身。在轉(zhuǎn)輔變開始松線與轉(zhuǎn)撐變終止誘線之間簡為過冷A和轉(zhuǎn)變挺產(chǎn)物的回共存區(qū)散。2)過冷奧租氏體等寄溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組骨織與性能①做珠光體妥型組織根據(jù)晶那粒大小司，P又可以屯細分成P，S，T②貝鋒氏體型組蒸織③化馬氏體候型組織①室珠光體叢型組織A1～550辰℃之間的轉(zhuǎn)照變產(chǎn)物為扯珠光體。是一種擴跑散型轉(zhuǎn)變荷，在A→P轉(zhuǎn)變過馬程中，述要發(fā)生充晶體結(jié)奪構(gòu)重構(gòu)須和Fe、C原子的績擴散，P轉(zhuǎn)變過雷程是通訴過生核救與長大用來完成煤的。當奧氏睜體過冷攝到A1以下溫研度時，測先在A晶界上誓生成滲夾碳體晶議核，滲寇碳體晶明核依靠離其周圍A不斷地供艙應碳原子影而長大，異使得碳原役子向滲碳退體大量集柏中，與此夫同時，滲褲碳體周圍它的A的碳質(zhì)量御分數(shù)不斷道降低，最暈后轉(zhuǎn)變?yōu)槎禾假|(zhì)量分尼數(shù)低的鐵敏素體，由鑒于鐵素體絨的溶碳能初力很小（0.0叮218摩%），析出C又使周圍川的奧氏體筑碳質(zhì)量分敲數(shù)增高，伙從而又產(chǎn)現(xiàn)生新的滲蜘碳體晶核顧，如此重孟復進行至名奧氏體消鬧失，全部及轉(zhuǎn)變?yōu)镕+Fe3C層片狀捷的組織壯珠光體睛。隨著轉(zhuǎn)充變溫度理降低時治，生核俊率和成庫長率都紐奉提高，相使得珠上光體層矛片間距盜變小。珠光體轉(zhuǎn)農(nóng)變珠光體P壩的幾種類童型金相學將裝珠光體分兔為3個等級熱：粗的稱為P，約在A1～650℃范圍內(nèi)溉形成，皮成片間賽距＞0.4倉μ,在500X金相顯糟微鏡下附就能分熔辨出片棚狀形態(tài)公；較細的為突索氏體S，約在650～600防℃內(nèi)形成漏，層片串間距為0.4～0.2扭μ,在800～1000脫X金相顯微賺鏡下才能瘋分辨出來投；最細的題為屈氏應體T，約在600～550℃范圍內(nèi)黨形成，社層片間秀距＜0.2柜μ，用電翼子顯微烤鏡才能葛分辨出楚來，一協(xié)般呈黑籃色團狀逃組織。P、S、T均屬層噴片F(xiàn)和Fe3C的機械混渡合物，均哄屬珠光體杜型組織。層片間距相愈細，相濕界面愈多萌，塑性變薄形抗力大趕，強度硬添度高；滲碳體卵片變薄鑒，使得震塑性和喘韌性也單有所提輩高，所不以三種蘋組織的系力學性請能屈氏味體最好瀉，索氏扔體次之榜。但它謹們并無廢結(jié)構(gòu)區(qū)示別，也睬沒有嚴演格的界邪限，只嫩是形態(tài)然上的不賓同②是貝氏體菠型組織B是550胖℃~Ms之間的轉(zhuǎn)擠變產(chǎn)物。由于過冷苦度較大，本貝氏體轉(zhuǎn)是變時只發(fā)鑒生碳原子邪擴散，鐵制原子基本籍上不擴散烘，故貝氏訪體轉(zhuǎn)變是帥屬半擴散蜘型轉(zhuǎn)變。B是含C略過飽和孟的F與Fe3C的兩相歲混合物紡。按轉(zhuǎn)變圓溫度和好組織形零態(tài)不同蛛，貝氏倉體組織殼可分為B上和B下。上貝氏體曠（B上）在中、高元碳鋼中，烈上貝氏體測是在550～350℃范圍內(nèi)形桃成的。它棵是由成束宿的飽和鐵冒素體和片雹間斷續(xù)分僻布的細條橡狀滲碳體崖組成。在拐金相顯微斬鏡下，鐵跳素體條呈躺黑色，滲義碳體呈亮離白色，從往整體上看掃呈羽毛狀遭特征.B上轉(zhuǎn)變下貝氏主體B下在中、桿高碳鋼胳中，下僑貝氏體首是在350～Ms范圍內(nèi)形隆成的。它泄是由過飽減和的針狀F和F針片內(nèi)治彌散分瞞布的ε碳化物愧小片組索成。在滾金相顯話微鏡下客呈黑色填針片狀注。B上與B下的差異上貝氏充體：硬巾脆的Fe3C呈細短條狀分布在F晶束（條韻）的晶界上濟，易使竟晶束（膛條）脆哭性斷裂，強度、莖韌性較低盒，在生產(chǎn)賺上無實用記價值。下貝氏探體：組咸織中針薦狀F細小且痛無方向域性，過傍飽和程尼度大，艙固溶強賊化明顯渡，F(xiàn)e3C細小而示彌散分大布在針狀F內(nèi)，具害有較高押的強度堂、硬度戀與較好融塑性和鐵韌性相彩配合的是優(yōu)良力如學性能騙。形成B下組織是鋼荒強化的一牌種途徑。下貝氏銹體轉(zhuǎn)變③吃馬氏體足型組織在Ms與Mf線之間番，為馬近氏體型粘轉(zhuǎn)變。由于過脾冷度很灘大，F(xiàn)e與C原子完全艇不擴散，斷過冷A只發(fā)生非策擴散性的殲晶核切變，由γ-Fe的面心立榮方直接轉(zhuǎn)休變?yōu)棣?Fe體心立方魯，C全部固溶香在體心立魯方晶格中域，形成過夏飽和的α固溶體貪，稱為M。M中的C%與原A中的C%相同。由活于C過飽和，映使得α-Fe的體心立剝方晶格產(chǎn)斧生嚴重畸擱變，晶格習中C軸伸長，a軸縮短倘，形成乏正方晶貝格（a=b棚≠c）。不同碳質(zhì)儀量分數(shù)的A轉(zhuǎn)變，M的組織開形態(tài)也昂不同，廉主要形練態(tài)有板定條狀和首片狀（合或針狀委或竹葉間狀）2種。馬氏體孫轉(zhuǎn)變馬氏體狗正方度板條M——低碳馬氏愈體碳質(zhì)量分盟數(shù)ωc＜0.25評%，低碳塑馬氏體拘呈板條傷狀，稱律為板條器狀馬氏破體。在扯金相顯移微鏡下部呈現(xiàn)為率平行成瘦束分布怒的板條妙狀組織撥，在每真?zhèn)€板條索內(nèi)存在穿著高密摧度位錯報纏結(jié)，最故也稱控位錯馬白氏體。容由于碳咽質(zhì)量分送數(shù)較低欣，故也艦稱低碳樹馬氏體但。片狀（探針狀）M——高碳馬趁氏體ωc＞1.0%的高碳M是片狀嚼，稱為糕片狀M。在金勻相顯微偏鏡下可葬觀察到復其斷面消是針狀劇或竹葉曾狀。M針之間形連成大角度宜位向差，湯先形成的耽針狀M較粗大，護可橫貫A晶粒，雨后形成剩的M針則較支小。因訊其碳質(zhì)馬量分數(shù)躍較高，流故也稱喜高碳馬腥氏體。混合型Mωc=0.2魄5%～1.0扯%之間的M為板條狀M和針狀M的混合歲組織?；陔S著C的增加，竹板條M減少，項而針狀M增多。馬氏體岡硬度馬氏體舍的硬度論主要取覺決于馬啞氏體中伸的碳質(zhì)算量分數(shù)洞。隨著擊碳質(zhì)量問分數(shù)的鞭增加，c/a軸增加稅，馬氏丑體硬度坡也隨著糟增多。M的δ罩與韌性M的塑性守和韌性驢與碳質(zhì)堵量分數(shù)雨有關(guān)；高碳M的碳質(zhì)量叢分數(shù)高，連淬火內(nèi)應圈力大，裂蔑紋多，硬零度高，塑之性、韌性納很差；低碳M中碳的旦過飽和喘程度小死，淬火寒內(nèi)應力萍較小，蘇有較高池的強度免和硬度掘、一定敢的塑性壇和韌性桌。馬氏體轉(zhuǎn)縣變特點①馬氏規(guī)體轉(zhuǎn)變讀屬非擴破散型轉(zhuǎn)銅變②馬氏銀體的比席體積（緊比容）頁比奧氏沸體大。位即發(fā)生晶馬氏體瞧轉(zhuǎn)變的狠同時發(fā)喚生體積辰膨脹，逮使金屬撫內(nèi)部產(chǎn)涉生很大隱的內(nèi)應浴力。③馬氏趴體轉(zhuǎn)變驕的臨界蠢溫度隨灶奧氏體著碳質(zhì)量搖分數(shù)的鄭增加而絲式降低。④馬氏體會的轉(zhuǎn)變量是隨溫度的須降低而增線加。很多時候膏存在殘余加奧氏體Ar。影響過殺冷A等次溫轉(zhuǎn)變愉的因素含碳量的觀影響：影響C曲線的霞左右擺邪動；合金元偶素的影俯響：穩(wěn)定性潤增，C曲線右移狀，轉(zhuǎn)變時賣間長；奧氏體載化條件雨的影響：溫度高，勤保溫時間休長，成分焰更均勻，渣晶粒也大孟，C曲線右疤移。過冷A炎連續(xù)冷挪卻轉(zhuǎn)變在生產(chǎn)中較，奧氏體嶄的轉(zhuǎn)變大罪多是在連照續(xù)冷卻過送程中轉(zhuǎn)變孕的，稱為第連續(xù)冷卻C曲線，共析鋼暑過冷奧愛氏體的冒連續(xù)冷娃卻轉(zhuǎn)變枕研究閘鋼的過翁冷奧氏答體的連妨續(xù)冷卻本轉(zhuǎn)變過攏程具有拾實際意拖義。共肢析鋼冷車卻C曲線，躺英文稱CCT曲線。告它只有上依半部分，忘即共析鋼蠶在連續(xù)冷鉆卻時，只倦發(fā)生珠光返體轉(zhuǎn)變，谷不發(fā)生貝艇氏體轉(zhuǎn)變顧。過、亞共爆析鋼C曲柱線只有一寇部分過響冷奧氏協(xié)體轉(zhuǎn)變念為珠光沈體，而搜未轉(zhuǎn)變千的過冷瞎奧氏體俯一直保拳留到Ms點以下窩才轉(zhuǎn)變添為馬氏麻體，當湯冷卻曲閑線不與Ps線相交時迷，則過冷暖奧氏體全怎部冷卻至Ms點以下舌發(fā)生馬漢氏體轉(zhuǎn)架變。過共析鋼蛛的連續(xù)冷氧卻C曲線在珠嬌光體轉(zhuǎn)變寫前多出一奏條共析滲第碳體，然版后再發(fā)生混珠光體轉(zhuǎn)伍變。亞共析鋼傘的連續(xù)冷襪卻C曲線，除輔了在P轉(zhuǎn)變前戲多出一儲條共析F，然后再秀發(fā)生P轉(zhuǎn)變外，繩還出現(xiàn)了B轉(zhuǎn)變，因拐此亞共析爐鋼在連續(xù)拉冷卻后可湊以出現(xiàn)更慨多產(chǎn)物組豬成的混合滿組織。共析鋼蔬的連續(xù)刻冷卻轉(zhuǎn)織變曲線俊位于等學溫冷卻蠅轉(zhuǎn)變C曲線的蘋右下方炒，沒有恨貝氏體敲轉(zhuǎn)變。表明：過冷奧氏深體穩(wěn)定，妙轉(zhuǎn)變的孕海育期較長晃，在相同吳的時間內(nèi)另，在較低控溫度才能前轉(zhuǎn)變。亞共析焦鋼連續(xù)堆冷卻轉(zhuǎn)疑變亞共析轎鋼連續(xù)蔥冷卻轉(zhuǎn)肥變，除縮慧了在珠末光體轉(zhuǎn)禮變前多胡出一條艇先共析途鐵素體亂轉(zhuǎn)變線消外，還理出現(xiàn)了榜貝氏體室轉(zhuǎn)變。酸如45鋼經(jīng)油河淬后，圣可以得茅到F+T+B上+B下+M+Ar的混合語組織。過共析鋼崗連續(xù)冷卻鐘轉(zhuǎn)變在珠光殲轉(zhuǎn)變前下多出一脆條先共乳析二次冊滲碳體碧，然后緒再發(fā)生債珠光體嗽轉(zhuǎn)變，那在冷卻骨過程中沾無貝氏聾體轉(zhuǎn)變稻。轉(zhuǎn)變產(chǎn)油物總結(jié)鋼在冷遍卻時轉(zhuǎn)更變產(chǎn)物梢根據(jù)其把轉(zhuǎn)變溫欲度高低府，可分古為高溫赴產(chǎn)物P、S、T；中溫轉(zhuǎn)德變產(chǎn)物B上，B下；低溫飛轉(zhuǎn)變產(chǎn)微物M和Ar等。隨潛著轉(zhuǎn)變養(yǎng)溫度的斤降低，舟其轉(zhuǎn)變版產(chǎn)物的哥硬度增奔高，而記韌性的近變化則山較復雜他。三.鋼的熱處篇理工藝1、退火2、正火3、淬火4、回火5、表面淬堂火和局部浙淬火6、表面化觀學熱處理1．退火將金屬和杜合金加熱界到適當溫稅度，保持城一定時間宿，然后緩過慢冷卻（事一般隨爐申冷卻），暈以獲得接焰近平衡組每織的熱處輪理工藝，柔稱為退火傍。經(jīng)退火后選可使晶粒版均勻細化淡，可降低撲硬度，提翅高塑性，群消除內(nèi)應侵力。各種金浙屬和合旦金加熱寇退火溫赤度范圍堵和工藝康曲線擴散退死火去內(nèi)應力飼退火退火的箏種類（1）完全社退火（2）等溫退猶火（3）球化退洗火（4）擴散退標火（5）再結(jié)暗晶退火（6）消除宴內(nèi)應力射退火（1）完全退呢火完全退火瓜又稱重結(jié)偉晶退火，蚊將工件加掩熱Ac3以上30～50℃，保溫一憲定時間后種，隨爐緩慢貨冷卻，以獲得接近豪平衡組織的熱處理更工藝。亞共析在鋼經(jīng)完遮全退火宰后得到訓的組織辱是F+P。完全退火撲主要適用然于亞共析被鋼和合金辭鋼的鑄件翼、焊接件嶄、鍛件及遇熱軋型材且。目的是襖細化晶粒系，均勻組榴織，降低朗硬度，便樸于切削加刷工并為加逢工后工件漸的淬火作院好組織準扣備。過共析惰鋼不進行盲完全退舞火，因為耽過共析伸鋼自Acm緩慢冷卻呆時會析出量網(wǎng)狀二次段滲碳體，肉使鋼脆性丙增大。（2）等溫絨退火等溫退匙火的加值熱規(guī)范換和處理遲目的與狼完全退筑火相同炒，只是象冷卻過潑程不是隨爐捧冷卻，而是從獻奧氏體化旺溫度比較快冷至A1以下珠箭光體轉(zhuǎn)都變區(qū)，并在此誦溫度等溫至珠憑光體轉(zhuǎn)變壯完成，再以一貍定的速度補冷卻至室暈溫。其目鳳的是縮短退麗火時間世，并使瞧組織比尚較均勻。主要用進于過冷宰奧氏體唐比較穩(wěn)頓定的合談金鋼。（3）球化退澆火使鋼中社碳化物舉球化的胖的退火危工藝，臨又稱不狼完全退輸火。工藝規(guī)范哈：隨爐加刮熱至Ac1以上20～30℃保溫，使知片狀滲碳狼體發(fā)生不扛完全溶解截，形成許那多細小點騰狀滲碳體劃，并使奧榨氏體中的洞碳濃度分匆布不均勻跪。在冷卻粱過程中以測細點狀滲格碳體為核泛心，自發(fā)國形成球狀知滲碳體。煎在奧氏體聲發(fā)生共析顛轉(zhuǎn)變時，拉應緩慢冷述卻，以使迫析出的滲醫(yī)碳體以未曬溶滲碳體惑為核心自史發(fā)球化，淚最后獲得張鐵素體基狐體上分布兇均勻球狀筑滲碳體的岔組織，稱搬為球狀珠姑光體。（3）球化哈退火球狀珠光當體與片狀未珠光體相絡比，強度庸與硬度降筒低，而塑睬性、韌性扣提高，有彩利于改善膝切削加工巴性。對有粗大路網(wǎng)狀二次撈滲碳體的任過共析鋼瘦，應先進隙行一次正陪火處理，過以打破滲嚇碳體網(wǎng)，烤然后再進遍行球化退搞火，以保怒證獲得良喜好的球化井組織。球化退長火主要虧用于過因共析鋼味，如碳行素工具感鋼，合些金工具捷鋼，軸導承鋼等蜻。球粒狀珠帆光體（4）擴散退茂火將工件加勾熱至該成舊分合金的熔點以觀下100～200℃，進行較長時琴間保溫，以使成糧分與組織您均勻化。杯擴散退火杯因加熱溫禮度高，保削溫時間長典，故退火伴后晶粒粗布大，因此,擴散退火濤后一般還不應進行完以全退火或黃正火處理件，以細化窯晶粒，提洞高力學性偉能。擴散退火腎主要用于路鑄鋼件化柄學成分和挑組織的不譯均勻性。（5）再結(jié)晶悉退火將工件加古熱至最低再結(jié)替晶溫度以寸上100～200此℃，并以適昨當保溫使易金屬發(fā)生梢再結(jié)晶。順由于再結(jié)聯(lián)晶溫度低新于相變溫鍋度，在冷卻過覆程中不易會再發(fā)欣生組織容轉(zhuǎn)變，所以冷秒?yún)s速度可負以比一般釘退火快些騙。再結(jié)晶的碗目的是消除加工家硬化。主要用合于經(jīng)冷變封形而產(chǎn)生疏加工硬化掀的材料或讓零件。（6）消除吐內(nèi)應力擋退火將工件槽加熱至低于Ac1的某一溫滾度（一般500～650要℃），保溫足夠時間后，緩慢冷異卻。主要用受于消除鑄董件、鍛件腫、焊接件答及冷變形貸零件的內(nèi)私應力，降妙低溫度，超穩(wěn)定尺寸吧，減少和旨防止使用悅過程中變駛形，但不低改變零件籌的內(nèi)部組脊織。（6）消除內(nèi)兇應力退火2．正火將鋼件加挎熱至Ac3或Accm以上30～50℃或更高些，經(jīng)奧氏使體化保溫浴后，在空氣中已冷卻的熱處陶理工藝琴。正火與退蒸火的明顯猜不同是正最火冷卻速射度較快，夫獲得的組鳥織細小而郵均勻。正火后的堵組織：亞哥共析鋼為F+S，共析鋼圣為S，過共技析鋼為S+Fe3C。組織置比退火晶細小，裁力學性叛能也比承退火高雖。正火——V直ide言o正火的嬌應用范鄭圍用于低碳我鋼和低碳蓮合金鋼，插鍛件或型顧材經(jīng)正火尤后，可適速當提高硬跪度，從而暫改善切削松加工性能赴。用于中碳德鋼制造一握般重要的殃零件，可體作為最終傾熱處理。曠主要目的濕是細化晶罩粒，提高給力學性能掩。用于過共莖析鋼，可誓抑制或消筆除二次滲海碳體網(wǎng)形稀成，有利著于球化退透火的進行壤。正火與退圖火相比，野操作簡便睜，生產(chǎn)周待期短，能賽源消耗少另，力學性趙能高。在院可能的條競件下，應僻優(yōu)先采用織正火處理嚇。正火處理障細化晶粒3．淬火淬火是叨將鋼件旬加熱至Ac3或Ac1以上30～50℃，保溫享一定時糠間后，帥然后以大于臨怠界冷卻刻速度適墾當快速俘冷卻至室溫健，以獲躁得馬氏體M或貝氏體B組織的熱處理集工藝。實質(zhì)：練是奧氏咱體化后貌進行M轉(zhuǎn)變，淬宮火鋼的組羨織主要為M組織，加權(quán)少量的Ar和未溶協(xié)的第二繁相。淬火目濃的是為除了得到M，但M不是熱濃處理所剛希望的瓶最終組色織，淬私火必須軌與回火辰配合，陣才能達烘到預期捏的目的戒。鋼的吧強度、旋硬度、廊耐磨性不、彈性若、韌性使、疲勞殼強度等慢，都可針利用淬歡火與回莊火使之揚大大提純高，是呀強化鋼窩件的主婆要手段死之一。淬火及其景原理（1）淬火述溫度選勁擇淬火加主熱溫度份選擇應憤以得到們細小而安均勻的詳奧氏體測晶粒為貴原則，踢以便淬尼火后得腸到細小跨的馬氏辦體。諷亞共析杰鋼淬火朗加熱溫均度為Ac3以上30～50℃，共析鋼怠、過共析剛鋼淬火加利熱溫度為Ac1以上30～50℃。淬火后卵，亞共購析鋼可鉆得到M加少量Ar組織。過共析鋼孟淬火后可巡壽得到M+寸Ar+粒狀Fe3c。有二樸次滲碳燦體的顆君粒存在猴，會使蜻鋼的耐伙磨性明全顯提高表。如果淬火昨加熱溫度敵超過Accm，則淬金火后得拌到粗片受狀M組織，而Ar的含量宅也增多逐，使鋼眠的硬度間和耐磨旦性降低扛。對于合金豎鋼，合金若元素阻礙A晶粒長桶大（Mn、P除外），陳淬火加熱吩溫度可比鼻同類碳鋼走稍高些，總這樣可使復合金元素邊充分溶解蟲和均勻化域，以便淬窩火取得較合好的效果隔。另外，趨淬火加趴熱過程咐中要防嫁止氧化言、脫碳跌、應避改免工件借與氧化終氣氛直盛接接觸獄，可采平用鹽浴花加熱淬茶火，真熟空加熱未淬火等俊來保證汪工件表洋面質(zhì)量粱，以提償高工件院的使用灶壽命。（2）淬火折冷卻介竊質(zhì)淬火時版工件的但冷卻速你度必須其大于VK才能獲得M，否則療工件不迷能淬硬古得到M和達到一錯定的淬硬途層深度。噸但冷卻速睜度太大，單造成很大迅內(nèi)應力，遵使工件有明變形和開瓣裂危險，涌所以理想庫淬火介質(zhì)貫可根據(jù)鋼霉的奧氏體跪等溫轉(zhuǎn)變C曲線來辜確定。悶要獲得碗馬氏體雄組織，培并不需聚要在整腎個冷卻啦過程都撿進行快叉速冷卻要，關(guān)鍵設在過冷拆奧氏體轉(zhuǎn)最不穩(wěn)可定的C曲線鼻尖部附近。到目前弦為止，急還沒找喚到一種托淬火冷仍卻介質(zhì)英能符合臣上述理辨想的淬擠火冷卻管速度。目前生產(chǎn)越中應用較葛廣泛的冷箱卻介質(zhì)是舒水和油，驚還有鹽水奴和堿水等矛。水在650～400℃范圍內(nèi)射冷卻速冰度很大閥，這對將過冷奧撇氏體穩(wěn)那定性較純小的碳巨鋼來說調(diào)是非常劣有利的霜，但在300～200抹℃范圍的貞低溫區(qū)污冷速仍炭很大，揪易產(chǎn)生闊很大的柿組織應聚力，使嫂工件嚴譽重變形綱，甚至僵開裂。做而油在300～200℃范圍低情溫區(qū)冷伯速最適翁合。但算在高溫聞區(qū)冷速并太低，峰易發(fā)生P或B轉(zhuǎn)變，都辮不是理想誕的淬火冷度卻介質(zhì)。在實際始生產(chǎn)中懲應根據(jù)乳鋼種特霧性來選腦擇冷卻岸介質(zhì)。悄如碳鋼漿的過冷芒奧氏體環(huán)穩(wěn)定性這差，臨該界冷卻雜速度大煎，可采俯用鹽水倚、水；賓合金鋼落臨界冷顏卻速度食小，可袖采用油而等。目前正在楚廣泛推廣豈的冷卻介腿質(zhì)是高溫往區(qū)冷卻接便近水而低黨溫區(qū)冷卻喂接近于油狠的冷卻介季質(zhì)，如水封玻璃淬火墊介質(zhì)、聚史乙烯水溶障液、過飽溝和硝酸鹽務水溶液等績。（3）淬火方左法1）單液淬材火2）雙液丑淬火3）分級攀淬火4）等溫填淬火1）單液暑淬火把加熱奧勵氏體化后砍的工件迅量速置于一莫種冷卻介線質(zhì)中冷卻序至室溫，待使過冷奧樹氏體發(fā)生東轉(zhuǎn)變的方竹法，稱為則單液淬火紐奉。操作簡革便，易請于實現(xiàn)祥機械化捆和自動睛化。根據(jù)C曲線位華置的不鍬同，碳眼素鋼一鋼般采用羞水作為腦冷卻介抬質(zhì)；合仿金鋼用榆油作為巧冷卻介蹄質(zhì)。單液淬疑火主要爸用于形匯狀比較徒簡單的余工件。2）雙液淬挽火對于形狀歉復雜的工膠件，為防護止在低溫芒范圍內(nèi)馬杠氏體轉(zhuǎn)變響時發(fā)生裂稼紋，可采齒用先在水扭中冷卻到支接近Ms點時（距停留時培間按3～5mm瘦/s估算）搏，立即街取出再輕放入油戲中冷卻驗，稱為告雙液淬請火。如水中停社留時間不富當，將會緩引起A分解或M形成，失澡去雙液淬代火作用。雙液淬火銷可降低M區(qū)的冷鴿速，減香少淬火繳內(nèi)應力嫂，防止爐變形和汗開裂，碌主要用士于中等繞形狀復