[本篇论文由上帝论文网为您收集整理，上帝论文网http://paper.5var.com将为您整理更多优秀的免费论文，谢谢您的支持]

钢的热处理： 是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺 。热处理不仅可用于强化钢材，提高机械零件的使用性能，而且还可以用于改善钢材的工艺性能。其共同点是：只改变内部组织结构，不改变表面形状与尺寸。

第一节 钢的热处理原理

热处理的目的是改变钢的内部组织结构，以改善钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺分类：（根据热处理的目的、要求和工艺方法的不同分类如下）
1、 整体热处理：包括退火、正火、淬火、回火和调质；
2、 表面热处理：包括表面淬火、物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)等；
3、 化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
热处理的三阶段：加热、保温、冷却

一、 钢在加热时的转变

加热的目的：使钢奥氏体化
（一）奥氏体（A）的形成
奥氏体晶核的形成以共析钢为例A1点则W c ＝0.0218％（体心立方晶格F）W c ＝6.69％（复杂斜方渗碳体）当T 上升到A c1 后W c ＝0.77％（面心立方的A）由此可见转变过程中必须经过C和Fe原子的扩散，必须进行铁原子的晶格改组，即发生相变，A在铁素体和渗碳体的相界面上形成。有两个有利条件① 此相界面上成分介于铁素体和渗碳体之间②原子排列不规则，空位和位错密度高。

珠光体向奥氏体转变示意图
a) 形核 b) 长大 c) 剩余渗碳体溶解 d) 奥氏体均匀化
（二）奥氏体晶粒的长大
奥氏体大小用奥氏体晶粒度来表示。分为 00，0，1，2…10等十二个等级，其中常用的1～10级，4级以下为粗晶粒，5-8级为细晶粒，8级以上为超细晶粒。
影响 A晶粒粗大因素
1、加热温度越高，保温时间愈长，奥氏体晶粒越粗大。因此，合理选择加热和保温时间。以保证获得细小均匀的奥氏体组织。（930～950℃以下加热，晶粒长大的倾向小，便于热处理）
2、A中C含量上升则晶粒长大的倾向大。
二、钢在冷却时的转变
生产中采用的冷却方式有：等温冷却和连续冷却
（一） 过冷奥氏体的等温转变
A在相变点A1以上是稳定相，冷却至A1 以下就成了不稳定相。
1、 共析碳钢奥氏体等温转变产物的组织和性能

共析钢过冷奥氏体等温
转变曲线的建立示意图
1） 高温珠光体型转变： A1～550℃
（1）珠光体（P）A1～650℃ 粗层状 约0.3μm<25HRC
（2）索氏体（S）650～600℃ 细层状 0.1～0.3μm ，25～35HRC
（3）屈氏体（T）600～550℃ 极细层状约0.1 μm，35～40HRC
2） 中温贝氏体型转变：550℃～Ms
（1）上贝氏体（B上） 550～350 ℃ 羽毛状 40～45HRC脆性大，无使用价值
（2）下贝氏体（B下） 350~Ms黑色针状 45～55HRC韧性好，综合力学性能好
（3）低温马氏体型转变：M s～M f 当A被迅速过冷至M s以下时，则发生马氏体（M）转变，主要形态是板条状和片状。（当 W c＜0.2％时，呈板条状，当 Wc＞1.0％呈针片状，当 Wc ＝0.2％～1.0％时，呈针片状和板条状的混合物）
（二） 过冷奥氏体的连续冷却转变
1．共析碳钢过冷奥氏体连续冷却转变产物的组织和性能
（1） 随炉冷P 170～220HBS（700～650℃）
（2） 空冷S 25～35HRC （650～600℃）

\共析碳钢连续冷却转变曲线 应用等温转变曲线分析奥氏体在连续冷却中的转变
2． 马氏体转变
当冷速 >马氏体临界冷却速度V K 时，奥氏体发生M转变，即碳溶于α—Fe 中的过饱和固溶体，称为 M（马氏体）。
1） 转变特点： M 转变是在一定温度范围内进行（Ms ～Mf）,M 转变是在一个非扩散型转变(碳、铁原子不能扩散） ,M 转变速度极快 （大于V k ） ,M 转变具有不完全性（少量的残A）,M转变只有α－Fe、γ－Fe的晶格转变 .
（2） M的组织形态
Wc（％）  M形态  σb/Mpa  σs/MPa  δ(%)  Ak/J  HRC
0.1-0.25  板条状  1020－1530  820－1330  9－17  60－180  30－50
0.77  片状  2350  2040  1  10  66
(3) M的力学性能
① M的强度与硬度随C的上升M的硬度、强度上升
② M的塑性与韧性：低碳板条状M良好；板条状M 具有较高的强度、硬度和较好塑性和韧性相配合的综合力学性能；针片状 M 比板条 M具有更高硬度，但脆性较大，塑、韧性较差。

第二节 钢的退火

1、概念：将钢件加热到适当温度 (Ac1以上或以下)，保持一定时间，然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。
2、目的：
（1）降低硬度，提高塑性，
（2）细化晶粒，消除组织缺陷
（3）消除内应力
（4）为淬火作好组织准备
3、类型：根据加热温度可分为在临界温度（Ac1或Ac3）以上或以下的退火，前者又称相变重结晶退火，包括完全退火、扩散退火、均匀化退火、不完全退火、球化退火；后者包括再结晶退火及去应力退火。
（1） 完全退火：
1） 概念：将亚共析钢（Wc＝0.3％～0.6％）加热到AC3 +（30～50）℃，完全奥氏体化后，保温缓冷（随炉、埋入砂、石灰中），以获得接近平衡状态的组织的热处理工艺称为完全退火。
2） 目的：细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度、改善切削加

[1] [2] [3] [4]  下一页