機(jī)械工程材料2012復(fù)習(xí)-擴(kuò)充版 TO STUDENT

機(jī)械工程材料2012復(fù)習(xí)第2章三種常用晶格結(jié)構(gòu)：BCC,FCC,HCP及其典型代表致密度、配位數(shù)體心立方晶格的致密度：0.68（

32%的空隙）

面心立方晶格的致密度：0.74（

26%的空隙）

密排六方晶格的致密度：0.74（

26%的空隙）簡單立方晶格的致密度：0.52（

48%的空隙）

一般而言，晶格致密度大，空隙體積小，晶格溶解其他原子的能力就小。

體心立方晶格中雖然空隙所占體積較大，但它的空隙分散，單個空隙的尺寸小；而面心立方晶格雖然空隙體積小，但空隙集中，空隙尺寸大。

因此對于同一溶質(zhì)，在面心立方晶格中的溶解度往往大于在體心立方晶格中的溶解度。

如：

碳在γ-Fe中的最大溶解度為2.11%，而在

α-Fe中的最大溶解度為0.0218%

這就是為什么鋼的滲碳過程往往選擇在呈FCC結(jié)構(gòu)的γ-Fe區(qū)域進(jìn)行（900-950℃）的原因。同樣，由于γ-Fe（FCC）和α-Fe（BCC）的致密度不同，當(dāng)從FCC轉(zhuǎn)變到BCC結(jié)構(gòu)時，會發(fā)生體積的膨脹，這就是鋼淬火時因相變而發(fā)生體積變化的原因2、晶格的配位數(shù)

所謂晶格的配位數(shù)是指晶格中任一原子周圍所緊

鄰的且等距離的原子數(shù)。顯然配位數(shù)越大，晶格中的

原子排列越緊密。

體心立方晶格的配位數(shù)：8

面心立方晶格的配位數(shù)：12

密排六方晶格的配位數(shù)：12所以體心立方晶格：

最大原子密度晶面是：{110}晶面

最大原子密度晶向是：<111>晶向

同樣對于面心立方晶格：

最大原子密度晶面是：{111}晶面

最大原子密度晶向是：<110>晶向在立方晶系中，具有相同指數(shù)的晶向和晶面必定是相垂直的，即[hkl]垂直于（hkl）。例如：[100]垂直于（100），[110]垂直于（110），[111]垂直于（111），等等。但是，此關(guān)系不適用于其它晶系。2.3.2、影響形核與長大的因素

形核率N

長大速度G1、過冷度的影響不同過冷度ΔT對晶核形成率N和晶核成長率G

的影響為拋物線。當(dāng)過冷度進(jìn)一步增大，二者又逐漸減小，直至過冷度很大時，又先后趨于零。當(dāng)過冷度較低時，晶核的形成率和成長率均很小隨著過冷度的增大，二者都增大，并在一定的過冷度時達(dá)到最大值；2、未熔雜質(zhì)的影響

金屬中的高熔點(diǎn)雜質(zhì)，呈固態(tài)質(zhì)點(diǎn)懸浮在

金屬液體中，這些未熔雜質(zhì)在金屬結(jié)晶過程中

能夠起到天然晶核的作用，可顯著提高晶核的

形成率，使金屬晶粒細(xì)化，且這種作用遠(yuǎn)大于

通過提高過冷度產(chǎn)生的影響。

晶粒大小取決于N和G的相對大小可見，凡能促進(jìn)形核、抑制長大的因素都能細(xì)化晶粒。工業(yè)常用的3種細(xì)化晶粒的方法(1)加快冷卻速度（增大過冷度）

金屬結(jié)晶過程中過冷度愈大，結(jié)晶推動力增加，生核速率增長要快一些，故過冷度愈大，晶粒愈細(xì)。薄壁鑄件的晶粒較細(xì)，厚大的鑄件往往是粗晶，鑄件外層的晶粒較細(xì)，心部則是粗晶。(2)變質(zhì)處理

如：在鋁中加入微量的鈦；鑄鐵中加入硅、鈣等。(3)振動機(jī)械振動、超聲波振動、電磁振動等，造成枝晶破碎，使晶粒數(shù)量增加，達(dá)到細(xì)化目的。此外，還可以采用熱處理和壓力加工的方法，使固態(tài)金屬的粗晶粒細(xì)化。工業(yè)生產(chǎn)中，常向液體金屬中加入難熔雜質(zhì)來細(xì)化晶粒，這種方法叫做變質(zhì)處理。金屬鑄錠的組織

1－細(xì)晶區(qū)2－柱狀晶區(qū)3－中心等軸晶區(qū)第3章1.滑移常沿原子密排晶面、晶向發(fā)生。P36對FCC和BCC來說，原子密排面之間的面間距為最大面間距。因此垂直于密排面，原子間距最大，結(jié)合力最弱，容易產(chǎn)生相對滑動。

滑移面FCC為｛111｝面；BCC為｛110｝面?；葡騀CC為<111>向；BCC為<110>向。

滑移系越多，金屬發(fā)生滑移的傾向越大，金屬塑性越好。尤其是滑移方向的數(shù)目，比滑移面的作用更大。如金屬的塑性：

面心立方

>體心立方>密排六方2、滑移VS孿生滑移滑移只在切應(yīng)力作用下產(chǎn)生。滑移沿原子密度最大的晶面和晶向發(fā)生?；瓢殡S有轉(zhuǎn)動。滑移是位錯運(yùn)動的結(jié)果。并非是剛性滑動。不同金屬產(chǎn)生滑移的最小切應(yīng)力大小不同。20滑稱與孿生的區(qū)別4）孿生變形引起很大的晶格畸變，塑性變形量比滑移的小（一般<10%)，但孿生引起晶體位向改變，因而能促進(jìn)滑移的發(fā)生。孿生只在滑移很難進(jìn)行時才發(fā)生，面心立方金屬一般不發(fā)生孿生。1）滑移變形時，滑移的距離是原子間距的整數(shù)倍，晶體的位向不發(fā)生變化；孿生變形時，孿晶中相鄰原子面的相對位移為原子間距的分?jǐn)?shù)，且孿晶位向發(fā)生變化，且與未變形部分形成對稱。2）孿生所需臨界的切應(yīng)力比滑移的大得多；3）孿生的變形速度極快，接近聲速。3、多晶體塑性變形多晶體的抗拉應(yīng)力大于單晶體塑性：多晶鋅遠(yuǎn)小于單晶鋅晶粒越細(xì)，塑變抗力越大，強(qiáng)度越高晶粒越細(xì)，內(nèi)應(yīng)力越小。HCP比FCC/BCC的滑移系少，其對應(yīng)的多晶體塑性也比FCC/BCC的多晶體塑性差。

加工硬化（冷作硬化，work-hardening）4、加工硬化的現(xiàn)象、機(jī)理、實(shí)際意義P421）現(xiàn)象：加工硬化也叫形變強(qiáng)化，是指隨著金屬塑性變形量的增大，金屬的硬度和輕度顯著提高而塑性和韌性明顯下降的現(xiàn)象。2）機(jī)理：由于在塑性變形過程中，位錯增殖，是位錯密度增高，位錯間距減小，交互作用增強(qiáng)，大量形成纏結(jié)、割階、固定、胞狀結(jié)構(gòu)，使位錯運(yùn)動受阻，從而引起變形抗力提高，該變形抗力的提高，反過來使位錯運(yùn)動阻力增大，使位錯發(fā)生賽積，提高位錯增殖速度，依靠變形過程中位錯密度提高和變形抗力增大兩方面的不斷促進(jìn)，很快使硬度和強(qiáng)度提高。3）實(shí)際意義：對不能熱處理強(qiáng)化的合金，可通過加工硬化提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性；加工硬化有利于進(jìn)行均勻變形；可保證金屬零件和構(gòu)件的工作安全性；會給金屬的進(jìn)一步加工帶來困難。

5.再結(jié)晶重結(jié)晶（舉例）：Fe的同素異構(gòu)體轉(zhuǎn)變：

變形度δ越大，發(fā)生再結(jié)晶的溫度越低1、金屬冷加工變形度影響再結(jié)晶溫度的因素2、金屬的純度金屬中的雜質(zhì)或合金元素，尤其是高熔點(diǎn)成分的存在，使再結(jié)晶溫度會提高。a、提高加熱速度，再結(jié)晶溫度升高b、延長保溫時間，再結(jié)晶溫度降低。3、加熱速度和保溫時間

6.經(jīng)驗(yàn)表明：T再min≈0.4T熔點(diǎn)，K

注意此處單位為K而不是℃，開氏度=攝氏度+273如：純鐵T再min=451℃，碳鋼T再min=500-650℃

合金鋼T再min>650-700℃7.沒有經(jīng)過冷作硬化（冷加工硬化）的金屬不會發(fā)生再結(jié)晶8.再結(jié)晶退火后的晶粒度第4章間隙固溶體VS間隙化合物的區(qū)別

前者：晶格結(jié)構(gòu)為溶劑晶格結(jié)構(gòu)，溶質(zhì)原子位于溶劑晶格的間隙，引起晶格畸變，形成固溶強(qiáng)化，同時仍保有一定的塑性，故綜合力學(xué)性能好。后者：晶格結(jié)構(gòu)既不同于溶劑也不同于溶質(zhì)，具有復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)，如Fe3C.具有高熔點(diǎn)、高硬度，塑性明顯下降。2.固溶體的性能特點(diǎn)

強(qiáng)度、硬度塑性、韌性有所下降，綜合性能第4章2.固溶體的性能特點(diǎn)

強(qiáng)度、硬度塑性、韌性有所下降，綜合性能間隙固溶體的強(qiáng)化效果>置換固溶體3.“相”的定義相與相之間有明顯的界面，但有界面分開的不一定是兩相。第4章4.“組織”的定義5.相VS組織：兩種相同的相因?yàn)樾螒B(tài)等不同，形成不同的組織，如珠光體和萊氏體第4章6.固態(tài)合金中的相，按其晶格特點(diǎn)可以分為：固溶體和金屬化合物2類。前者具有較好塑性和韌性，適合做基本相，后者有較高的硬度，適合做強(qiáng)化相。無限固溶體7.置換固溶體有限、無序固溶體間隙固溶體可能是一定是鐵素體和奧氏體，皆為間隙固溶體8.枝晶偏析四、非平衡結(jié)晶和枝晶偏析先結(jié)晶出來的合金含Ni量高，對于一個晶粒，心部含Ni量高，表層含Ni量低.9.共析反應(yīng)VS共晶反應(yīng)VS包晶反應(yīng)1.共晶反應(yīng)和共析反應(yīng)是分解反應(yīng)，前者是一種液相生成兩種固相，其反應(yīng)物是液相；后者是一種固相生成兩種固相，其反應(yīng)物是固相。

共晶反應(yīng)：L

←→α+β

共析反應(yīng)：?

←→α+β2.包晶反應(yīng)是合成反應(yīng)，兩種反應(yīng)物生成一種產(chǎn)物。包晶反應(yīng)：α+L←→β9.共析反應(yīng)VS共晶反應(yīng)VS包晶反應(yīng)3.包晶轉(zhuǎn)變后的組織只有ce段為兩相混合物，組織較粗，而ed段凝固完畢后為單相固溶體β；共析反應(yīng)是在固態(tài)合金中進(jìn)行的，轉(zhuǎn)變溫度較低，原子擴(kuò)散困難，因而容易達(dá)到較大的過冷度，所以同共晶體相比共析組織更細(xì)致、更均勻；共晶轉(zhuǎn)變后的組織均為兩相混合物，組織較細(xì)。10.合金結(jié)晶VS純金屬結(jié)晶P65圖4-13相組成物標(biāo)注11.相組成物和組織組成物標(biāo)注共晶相圖39組織組成物標(biāo)注11.合金性能

單相固溶體合金塑性較好，因而具有良好的壓力加工性能，但切削加工性能較差（粘刀），鑄造性能較差。

固溶體的濃度較高時，會有次生相析出：

a、當(dāng)次生相呈針狀、塊狀或沿晶界分布時，合金的強(qiáng)度、塑性下降。

b、當(dāng)次生相呈細(xì)小顆粒均勻分布時，合金的強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性稍有下降—

彌散強(qiáng)化。固溶體2相混合物

一般而言，合金形成兩相混合物時，其壓力加工性能較差，切削加工性能較好，鑄造性能取決于混合物中共晶體的數(shù)量。三、

當(dāng)合金形成化合物時

由于金屬間化合物都是熔點(diǎn)高、硬而脆的相，故合金的性能取決于化合物的數(shù)量、尺寸、形態(tài)和分布。細(xì)晶強(qiáng)化P29、彌散強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化P56通過細(xì)化晶粒而使金屬材料力學(xué)性能（材料強(qiáng)度）提高的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化，細(xì)晶強(qiáng)化不僅能夠提高強(qiáng)度和硬度，還能夠改善塑性和韌性。2.彌散強(qiáng)化：

固溶體的濃度較高時，會有次生相析出，形成兩相混合物，當(dāng)次聲相（如金屬化合物）呈細(xì)小顆粒均勻分布時，合金的強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性稍有下降，這種現(xiàn)象叫彌散強(qiáng)化固溶強(qiáng)化：通過形成固溶體，使溶劑晶格發(fā)生畸變，增大位錯運(yùn)動阻力，從而提高合金的強(qiáng)度和硬度的現(xiàn)象叫固溶強(qiáng)化。這種強(qiáng)化會使塑性和韌性稍微下降，對強(qiáng)度、硬度的提高有限。第五章Fe的三種同素異構(gòu)體Fe-C合金的三種基本相、兩種基本組織杠桿定律的運(yùn)用相圖的標(biāo)注：組織、相相圖的標(biāo)注：組織、相Fe3CI：CD線，從液相析出Fe-C合金的三種基本相、兩種基本組織珠光體、高溫萊氏體、低溫萊氏體低溫萊氏體Ld′（P＋Fe3CⅡ＋Fe3C共晶）珠光體P（F＋Fe3C共析）高溫萊氏體Ld（A＋Fe3C共晶）對相的計(jì)算來說，嚴(yán)格說來應(yīng)該按室溫來算，但因?yàn)樵谑覝貢r，CmIIId的含量很少，可忽略。相組成物的計(jì)算第6章●熱處理強(qiáng)化依據(jù)：固態(tài)相變(有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，或溶解度有顯著變化的合金)。

一大根據(jù)：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變兩大圖形：Fe-C相圖，C曲線

三類組織：P/B/M四種工藝：正火、退火、回火、淬火熱處理的分類按熱處理在工藝過程中的位置和作用分類：（1）預(yù)先熱處理（如退火、正火等）（2）最終熱處理（如淬火、回火等）●用T10鋼制造形狀簡單的沖頭，其工藝路線為：鍛造→球化退火(預(yù)先熱處理)→機(jī)加工→淬火+低溫回火（最終熱處理）→磨削加工2007-05-126機(jī)械工程材料精品課程T10鋼是碳素工具鋼，不含合金，常用作手動工具的材料。2.影響奧氏體形成速度的因素(1)加熱條件T加熱↑（或V連續(xù)加熱↑），即Tγ形成↑，γ形成越快（η轉(zhuǎn)變↓）(2)原始組織

P越細(xì)，η轉(zhuǎn)變↓（∴V形成：P片﹥P球，P細(xì)片﹥P粗片）∵α-Fe3C相界面↑，間距↓，C濃度梯度↑，原子擴(kuò)散

距離↓,V形核長大↑。(3)化學(xué)成分●C%↑,Fe3C↑,α-Fe3C相界面↑，碳的擴(kuò)散能力↑，V形成↑●Me:溶于γ時,除Mn、Ni等外使鋼的臨界點(diǎn)↑，Tγ形成↑。除Co外，V形成↓。2007-05-1212機(jī)械工程材料精品課程∴合金鋼的γ化，相對于C%相同碳鋼：T加熱要高些，η保溫也要長些。2.影響奧氏體晶粒大小的因素凡影響晶界原子擴(kuò)散遷移的因素都會影響γ晶粒長大。1）含C量：一定范圍內(nèi)，γ晶粒長大傾向隨C%↑而增大。∵C%↑，碳在γ中擴(kuò)散速度也增加。但C%超過一定限度后，會形成過剩Fe3CⅡ，阻礙晶粒長大。2）鋼中的Me，除Mn和P外，都不同程度地阻礙γ晶粒長大。2007-05-1217機(jī)械工程材料精品課程3.影響C曲線的因素主要是奧氏體成分和奧氏體化的條件。(1)含碳量的影響

正常加熱條件下（亞共析鋼加熱到Ac3以上溫度，過共析鋼加熱到Ac1以上溫度）亞共析鋼C%↑,C曲線右移，

過共析鋼C%↑,C曲線左移，

共析鋼C曲線最右，過冷奧氏體最穩(wěn)定。亞共析鋼和過共析鋼的C曲線上部，各多一條先共析相的析出線：過冷A→P前，亞共析鋼要先析出α，過共析鋼先析出Fe3CⅡ。2007-05-1223機(jī)械工程材料精品課程強(qiáng)調(diào)：C含量是指溶入A中的C含量。(2)合金元素的影響●除鈷以外，所有溶于γ的Me都使過冷γ穩(wěn)定性↑，使C曲線右移。2007-05-1225機(jī)械工程材料精品課程其中非碳化物形成元素或弱碳化物形成元素（如Si、Ni、Cu、Mn等）只改變C曲線的位置，不改變形狀。

碳化物形成元素（如Cr、W、Mo、V等）不僅使C曲線的位置發(fā)生變化，還改變C曲線的形狀，可使整個C曲線在鼻尖處分開形成上下兩個C曲線。

*****應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，合金元素只有溶入奧氏體后，才能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，而以未溶的合金碳化物形式存在時，則將降低過冷奧氏體的穩(wěn)定性。(3)加熱溫度和保溫時間的影響T↑，η↑,C曲線右移?！擀贸煞志鶆蚧?、未溶碳化物↓、晶?！?，晶界面積↓，

過冷γ冷卻轉(zhuǎn)變時分解的形核率↓，使過冷γ穩(wěn)定性↑。2007-05-1225機(jī)械工程材料精品課程第二節(jié)鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變(2)貝氏體的組織形態(tài)及性能貝氏體是過飽和的α與Fe3C的機(jī)械混合物。轉(zhuǎn)變溫度↓，α的過飽和度↑，F(xiàn)e3C分布越彌散，硬度↑?！馚上：羽毛狀，α片較寬，F(xiàn)e3C粗且不均勻分布在α條間，脆性較大，強(qiáng)度較低?！馚下：黑針狀，在電鏡下，碳化物以小片狀分布于α針內(nèi)，并與α長軸方向呈55°～60°角，α碳的過飽和度↑，亞結(jié)構(gòu)是高密度位錯，F(xiàn)e3C細(xì)小、均勻、彌散地分布在α片內(nèi)，ζb、HB、ψ、αk↑，即具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，是強(qiáng)化鋼材的有效途徑之一。2007-05-1233機(jī)械工程材料精品課程第二節(jié)鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變(2)馬氏體的組織形態(tài)特點(diǎn)●板條狀馬氏體：C%﹤0.2%，亞結(jié)構(gòu)主要是高密度的

位錯,∴又稱位錯馬氏體。性能：較高的強(qiáng)度，較低的硬度，良好的塑性

和韌性。●針狀馬氏體：C%﹥1.0%，亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶，∴又

稱孿晶馬氏體性能：低強(qiáng)度、高硬度、較差的塑性和韌

性（淬火態(tài)組織）●C%在0.2%～1.0%時，為M板條+M針混合組織。*38

馬氏體相變特點(diǎn)1）A向M轉(zhuǎn)變?yōu)榉菙U(kuò)散型轉(zhuǎn)變：為無擴(kuò)散型相變－原子切變位移式相變。2）M轉(zhuǎn)變速度極快（<10-7s)。馬氏體相變沒有孕育期，瞬間形核瞬間長大。3）M轉(zhuǎn)變是不徹底的，總有少量A殘留。馬氏體相變不完全性。（因Mf點(diǎn)較低）故淬火組織中有殘余A體（A’）且C％↑MS↓A’↑。

殘余奧氏體是一種不穩(wěn)定組織，會逐漸分解，引起零件尺寸變化，這對精密零件是不允許的。為了減少殘余奧氏體的含量，可將淬火零件繼續(xù)冷卻到零下幾十度——冷處理，使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。

4)馬氏體轉(zhuǎn)變比容增大，必然導(dǎo)致體積膨脹，因此淬火必然要變形。這個特點(diǎn)，使馬氏體內(nèi)部存在較大的內(nèi)應(yīng)力，易導(dǎo)致零件淬火變形、開裂。

5)馬氏體轉(zhuǎn)變的變溫性，一般為連續(xù)冷卻得到。馬氏體轉(zhuǎn)變是從轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)Ms到轉(zhuǎn)變終了點(diǎn)Mz的一個溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，在某一溫度下，只能形成一定數(shù)量的馬氏體，保溫時間的延長并不增加馬氏體的數(shù)量，要使馬氏體的數(shù)量增加，只能繼續(xù)降溫。Ms、Mz與含碳量有關(guān)，而與冷卻速度無關(guān)。二過冷A的連續(xù)冷卻曲線（CCT曲線）

共析鋼的CCT曲線v1相當(dāng)于爐冷（退火），轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為珠光體；v2和v3相當(dāng)于以不同速度的空冷（正火），轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為索氏體或屈氏體(T)；v4相當(dāng)于油冷，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為屈氏體+馬氏體+殘余奧氏體；v5相當(dāng)于水冷，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為馬氏體+殘余奧氏體。

TTT曲線的應(yīng)用2007-05-1249機(jī)械工程材料精品課程TTT曲線的應(yīng)用共析鋼在不同冷卻速度下的組織與性能冷卻速度V1相當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囃嘶穑t冷）獲得的組織P硬度HRc15V2V3正火（空冷）油中淬火（油冷）ST+M+A′3055～5960～64V4水中淬火（水冷）M+A′2007-05-1250機(jī)械工程材料精品課程第三節(jié)一、退火鋼的退火與正火●將鋼加熱到臨界點(diǎn)以上或以下，保溫后緩冷，獲得以

P為主的組織?！窆に嚪椒ǎ和耆嘶鸬葴赝嘶鹎蚧嘶饠U(kuò)散退火去應(yīng)力退火再結(jié)晶退火2007-05-1254機(jī)械工程材料精品課程第三節(jié)鋼的退火與正火3.球化退火●共析、過共析鋼的不完全退火

(獲得P球—α基體上彌散分布著粒狀Fe3C)●目的：降低硬度，改善切削加工性，

并為淬火作組織準(zhǔn)備?！馎C1+20～40℃加熱，充分保溫圖6-32T12鋼球化退火組織2007-05-1257機(jī)械工程材料精品課程過共析組織為珠光體和網(wǎng)狀的二次滲碳體。由于網(wǎng)狀二次滲碳體的存在，增加了鋼的硬度和脆性，不僅給切削加工帶來困難，而且會引起淬火時工件產(chǎn)生變形和開裂。?！駥τ袊?yán)重網(wǎng)狀Fe3CⅡ的鋼，球化退火前，應(yīng)先正火，以消除網(wǎng)狀，便于球化。擴(kuò)散退火容易使晶粒長大，一般在后續(xù)要做完全退火細(xì)化晶粒4.擴(kuò)散退火（均勻化退火）●消除成分偏析。主要用于高合金鋼的鋼錠和鑄件。5.去應(yīng)力退火●消除工件在鑄、鍛、焊和切削加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形。第三節(jié)二、正火鋼的退火與正火●將鋼加熱到Ac3（亞共析鋼）或Accm（過共析鋼）+

30～50℃，保溫后空冷。●組織：﹤0.6%C的碳鋼為S+少量F；﹥0.6%的碳鋼則為S。主要目的：

對于亞共析鋼，正火的目的與退火相同，主要是細(xì)化晶粒，由于正火冷卻速度較快，得到的珠光體組織較細(xì)，且與退火相比，鐵素體數(shù)量較少（冷速快，鐵素體析出少），故碳鋼正火處理后強(qiáng)度、硬度均高于退火處理。

對于過共析鋼，正火用于消除網(wǎng)狀滲碳體。由于冷速較快，析出的二次滲碳體較?。ɡ渌倏?，滲碳體來不及長大），且不易形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)。2007-05-1259機(jī)械工程材料精品課程一、淬火的目的1、提高鋼的硬度及耐磨性（如工具、軸承等要求

高耐磨性的零件）2、獲得良好的綜合機(jī)械性能（中碳鋼經(jīng)淬火+高溫

回火可獲得強(qiáng)、韌兼?zhèn)浣M織；各種彈簧都要求

強(qiáng)度高、彈性好，一般用高碳鋼制作，經(jīng)淬火+

中溫回火后，彈性大大提高）3、獲得特殊物理、化學(xué)性能（許多不銹鋼、耐熱

鋼零件，淬火后可使耐腐蝕、耐熱性能提高）。

淬火+低溫回火：高硬度、高耐磨性（硬）；淬火+中溫回火：高彈性（彈）；淬火+高溫回火：良好的綜合力學(xué)性能（強(qiáng)、韌、硬）。第四節(jié)鋼的淬火一、淬火溫度的選擇●亞共析鋼：Ac3+30～50℃，

組織：M細(xì)

◆T↑，M粗大，變形、開裂↑；

◆T↓，出現(xiàn)未溶F，HB↓

亞溫淬火的淬火溫度：Ac1～Ac3，強(qiáng)韌性↑●過共析鋼：Ac1+30～50℃，

組織：M細(xì)+Fe3C粒+A′(少量)若溫度升高到Accm以上，其組織為M粗+A′（大量），此時不但因?yàn)闆]有了Fe3C以及A′增多而降低了鋼的硬度和耐磨性,而且還因?yàn)锳晶粒粗大而使淬火M片粗大?！窈辖痄摚憨兲间摚话銥榕R界點(diǎn)+50～100℃，某些高2007-05-1262合金鋼會更高一些。機(jī)械工程材料精品課程

淬火加熱溫度過高，不僅會得到粗大的馬氏體組織，還會引起零件嚴(yán)重的變形甚至開裂，而且由于二次滲碳體隨著加熱溫度的升高會大量溶入奧氏體中，使得Ms、Mz降低，從而增加了組織中殘余奧氏體的含量，影響淬火硬度和耐磨性。

淬火溫度過低，<Ac1則得不到馬氏體組織。第四節(jié)鋼的淬火2.影響淬透性的因素2007-05-1269機(jī)械工程材料精品課程

影響鋼淬透性的決定因素是臨界冷卻速

度Vk，Vk越小，淬透性越大。

臨界冷卻速度與C曲線的位置有關(guān)，C曲

線越右，Vk越小。

含碳量的影響

亞共析鋼，C%↑→C曲線右移→Vk↓→淬透性↑過共析鋼，C%↑→C曲線左移→Vk↑→淬透性↓碳鋼中以共析鋼的淬透性最好。2、合金元素的影響

除Co以外，其它合金元素都使C曲線右移，Vk↓，淬透性提高，故合金鋼的淬透性大大高于碳鋼。3、奧氏體化溫度的影響

提高溫度或延長保溫時間，可使

C曲線

右移，Vk↓，淬透