1、材料科學與工程學院材料科學與工程學院Engineering Materials鋼鐵材料是工程材料中最重要的材料之一，鋼鐵材料是工程材料中最重要的材料之一，在機械制造業中的比例達到在機械制造業中的比例達到90%90%左右，在汽車制左右，在汽車制造業中的比例達到造業中的比例達到70%70%，在其他制造業中也是最，在其他制造業中也是最重要的材料之一。重要的材料之一。第六章鋼的熱處第六章鋼的熱處理理 改善鋼鐵材料性能的途徑：改善鋼鐵材料性能的途徑：合金化合金化通過在鋼中加入合金元素，調整鋼的化學成分，從而獲通過在鋼中加入合金元素，調整鋼的化學成分，從而獲得優良的性能。得優良的性能。熱處理熱處理將金屬在

2、固態下經加熱、保溫和冷卻，以改變金屬的內將金屬在固態下經加熱、保溫和冷卻，以改變金屬的內部組織和結構，從而獲得優良的性能。部組織和結構，從而獲得優良的性能。可以這么認為：可以這么認為： 合金化：改變原子種類合金化：改變原子種類 熱處理：改變原子排布方式熱處理：改變原子排布方式（引入固溶體或金屬化合物）（引入固溶體或金屬化合物）（通常得到非平衡組織，除退火外）（通常得到非平衡組織，除退火外）一、熱處理的定義一、熱處理的定義 熱處理是指金屬在固態下經加熱、保溫和冷卻，以改變金屬的內部熱處理是指金屬在固態下經加熱、保溫和冷卻，以改變金屬的內部組織和結構，從而獲得所需性能的一種工藝過程。組織和結構，從

3、而獲得所需性能的一種工藝過程。6.16.1熱處理的基本概念熱處理的基本概念時間時間溫度溫度加熱加熱保溫保溫冷卻冷卻臨界溫度臨界溫度熱處理工藝曲線示意圖熱處理工藝曲線示意圖二、熱處理的三大要素二、熱處理的三大要素加熱加熱目的是獲得均勻細小的奧氏體組織。目的是獲得均勻細小的奧氏體組織。保溫保溫目的是保證工件燒透，并防止脫碳和氧化等。目的是保證工件燒透，并防止脫碳和氧化等。冷卻冷卻目的是使奧氏體轉變為不同的組織。目的是使奧氏體轉變為不同的組織。熱處理后的組織：熱處理后的組織：加熱、保溫后的奧氏體在隨后的冷卻過程中，根據冷卻速度的不同將加熱、保溫后的奧氏體在隨后的冷卻過程中，根據冷卻速度的不同將轉變成

4、不同的組織。不同的組織具有不同的性能。轉變成不同的組織。不同的組織具有不同的性能。熱處理的特點：熱處理的特點：熱處理不改變工件的形狀，僅改變鋼的內部組織和結構，從而改變鋼熱處理不改變工件的形狀，僅改變鋼的內部組織和結構，從而改變鋼的性能。的性能。重要結論：重要結論：材料是否能夠通過熱處理而改善其性能，關鍵條件是材料在加熱和冷材料是否能夠通過熱處理而改善其性能，關鍵條件是材料在加熱和冷卻過程中是否發生組織和結構的變化。卻過程中是否發生組織和結構的變化。6.16.1熱處理的基本概念熱處理的基本概念普通熱處理普通熱處理退火：爐冷退火：爐冷表面淬火表面淬火熱處理工藝熱處理工藝化學熱處理化學熱處理表面熱

5、處理表面熱處理其他熱處理其他熱處理控制氣氛熱處理控制氣氛熱處理真空熱處理真空熱處理形變熱處理形變熱處理三、熱處理的類型三、熱處理的類型1 1、按加熱、冷卻方式及鋼的組織、性能不同分類、按加熱、冷卻方式及鋼的組織、性能不同分類正火：空冷正火：空冷淬火：油、水淬火：油、水回火回火感應加熱表面淬火感應加熱表面淬火火焰加熱表面淬火火焰加熱表面淬火電接觸加熱表面淬火電接觸加熱表面淬火滲碳滲碳滲氮（氮化）滲氮（氮化）碳氮共滲碳氮共滲6.16.1熱處理的基本概念熱處理的基本概念感應加熱感應加熱滲碳滲碳2 2、按熱處理在工件生產過程中的位置和作用不同分類、按熱處理在工件生產過程中的位置和作用不同分類預備熱處理

6、：預備熱處理：為隨后的加工或熱處理作準備為隨后的加工或熱處理作準備熱處理工藝熱處理工藝最終熱處理：最終熱處理：賦予工件所需的性能賦予工件所需的性能毛坯毛坯（鍛件）（鍛件）預備熱處理預備熱處理（退火、正火）（退火、正火）機加工機加工（車削）（車削）最終熱處理最終熱處理（淬火、回火）（淬火、回火）精加工精加工（磨削）（磨削）6.16.1熱處理的基本概念熱處理的基本概念A1A3AcmAc1Ar1Ac3Ar3ArcmAccm四、鋼的臨界轉變溫度四、鋼的臨界轉變溫度鋼的臨界轉變溫度是鋼在熱處理時制定加熱、保溫、冷卻工藝的重要鋼的臨界轉變溫度是鋼在熱處理時制定加熱、保溫、冷卻工藝的重要依據，由鐵碳合金相圖

7、確定。依據，由鐵碳合金相圖確定。6.16.1熱處理的基本概念熱處理的基本概念wc（%）溫度溫度SPGEQFeFeFeFe3 3C C相圖的共析轉變部分相圖的共析轉變部分重要結論：重要結論：鋼的實際臨界轉變溫度鋼的實際臨界轉變溫度總是滯后于理論臨界轉變總是滯后于理論臨界轉變溫度，即加熱時需要過熱，溫度，即加熱時需要過熱，冷卻時需要過冷。冷卻時需要過冷。 兩種加熱方式：兩種加熱方式：第一種加熱過程，目的是使鋼從室溫組織（如珠光體）轉變為奧氏體，第一種加熱過程，目的是使鋼從室溫組織（如珠光體）轉變為奧氏體，即獲得奧氏體組織。該過程稱為鋼的奧氏體化。即獲得奧氏體組織。該過程稱為鋼的奧氏體化。一、奧氏體

8、的形成過程（奧氏體化）一、奧氏體的形成過程（奧氏體化）共析鋼：共析鋼：共析鋼奧氏體的形成是一個形核和長大的過程，是滲碳體（共析鋼奧氏體的形成是一個形核和長大的過程，是滲碳體（FeFe3 3C C）溶）溶解、鐵素體（解、鐵素體（F F）向奧氏體（）向奧氏體（A A）的晶格改組，以及碳（）的晶格改組，以及碳（C C）在奧氏體中擴）在奧氏體中擴散的過程。散的過程。6.26.2鋼在加熱時的轉變鋼在加熱時的轉變加熱加熱在臨界溫度在臨界溫度A Ac1c1以上的加熱以上的加熱發生相變發生相變在臨界溫度在臨界溫度A Ac1c1以下的加熱以下的加熱不發生相變不發生相變共析鋼奧氏體化的四個基本過程：共析鋼奧氏體化

9、的四個基本過程：奧氏體的形核奧氏體的形核奧氏體的長大奧氏體的長大殘余殘余FeFe3 3C C的溶解的溶解奧氏體成分的均勻化奧氏體成分的均勻化珠光體向奧氏體轉變的過程珠光體向奧氏體轉變的過程6.26.2鋼在加熱時的轉變鋼在加熱時的轉變珠光體向奧氏體轉變的過程珠光體向奧氏體轉變的過程6.26.2鋼在加熱時的轉變鋼在加熱時的轉變l亞共析鋼和過共析鋼亞共析鋼和過共析鋼: : 奧氏體化過程與共析鋼奧氏體化過程與共析鋼基本相同。但由于先共析基本相同。但由于先共析 或或二二次次Fe3CFe3C的存在，要獲得全部的存在，要獲得全部奧氏體組織，必須相應加熱到奧氏體組織，必須相應加熱到Ac3Ac3或或AccmAc

10、cm以上以上. .（1 1）奧氏體的形核）奧氏體的形核A A晶核優先在晶核優先在F/FeF/Fe3 3C C相界處形成。相界處形成。原因：原因：能量起伏能量起伏相界處晶格畸變較大，能量較高，有利于獲得相界處晶格畸變較大，能量較高，有利于獲得A A形核所形核所需的能量要求。需的能量要求。結構起伏結構起伏相界處晶格畸變較大，原子排列不規則，有利于獲得相界處晶格畸變較大，原子排列不規則，有利于獲得奧氏體的奧氏體的fccfcc結構要求。結構要求。成分起伏成分起伏相界處碳濃度相差較大，有利于獲得相界處碳濃度相差較大，有利于獲得A A形核所需的碳濃形核所需的碳濃度要求。度要求。（2 2）奧氏體的長大）奧氏

11、體的長大 A A晶核形成后，將通過晶核形成后，將通過FAFA轉變和轉變和FeFe3 3C C溶入溶入A A的過程不斷長大。的過程不斷長大。（3 3）殘余）殘余FeFe3 3C C的溶解的溶解 FeFe3 3C C的溶解落后于的溶解落后于FAFA轉變，需要殘余的轉變，需要殘余的FeFe3 3C C繼續溶入繼續溶入A A。（4 4）奧氏體成分的均勻化）奧氏體成分的均勻化殘余的殘余的FeFe3 3C C溶解結束后，溶解結束后，A A成分極不均勻，原成分極不均勻，原F F區域區域C%C%低，原低，原FeFe3 3C C區域區域C%C%高。通過保溫，使碳原子充分擴散，奧氏體成分最終均勻化。高。通過保溫，

12、使碳原子充分擴散，奧氏體成分最終均勻化。6.26.2鋼在加熱時的轉變鋼在加熱時的轉變二、奧氏體晶粒的長大及其影響因素二、奧氏體晶粒的長大及其影響因素奧氏體晶粒的大小關系到隨后冷卻的組織的粗細程度，對鋼的性能有奧氏體晶粒的大小關系到隨后冷卻的組織的粗細程度，對鋼的性能有著重大的影響。控制奧氏體晶粒度具有重要的意義。著重大的影響。控制奧氏體晶粒度具有重要的意義。6.26.2鋼在加熱時的轉變鋼在加熱時的轉變影響因素影響因素: :加熱溫度和保溫時間加熱溫度和保溫時間加熱溫度越高、保溫時間越長，加熱溫度越高、保溫時間越長，A A晶粒越粗大。其中，溫度的影響尤晶粒越粗大。其中，溫度的影響尤為顯著。為顯著。

13、過熱組織：過熱組織：因加熱溫度過高而導致的粗大晶粒組織。因加熱溫度過高而導致的粗大晶粒組織。加熱速度加熱速度加熱速度越快，加熱速度越快，A A晶粒越細小。晶粒越細小。短時快速加熱工藝：短時快速加熱工藝：生產上獲得超細晶粒的重要手段之一。生產上獲得超細晶粒的重要手段之一。碳化物形成元素碳化物形成元素鋼中有碳化物形成元素時，鋼組織中存在的細小碳化物鋼中有碳化物形成元素時，鋼組織中存在的細小碳化物可阻礙晶粒的長大，從而使可阻礙晶粒的長大，從而使A A晶粒細化。晶粒細化。碳化物形成元素：碳化物形成元素：TiTi、V V、NbNb、W W、MoMo、CrCr等。等。含有上述元素的鋼均是本質細晶粒鋼。含有

14、上述元素的鋼均是本質細晶粒鋼。MnMn、P P等元素等元素促進促進A A晶粒長大，易產生過熱組織。晶粒長大，易產生過熱組織。6.26.2鋼在加熱時的轉變鋼在加熱時的轉變兩種冷卻方式：兩種冷卻方式：等溫冷卻等溫冷卻先將先將A A快速冷至臨界溫度以下某一溫度，然后快速冷至臨界溫度以下某一溫度，然后A A在該溫度下完成組織轉在該溫度下完成組織轉變，最后再冷卻至室溫。變，最后再冷卻至室溫。連續冷卻連續冷卻A A在逐漸降溫至室溫的過程中轉變成其他組織。在逐漸降溫至室溫的過程中轉變成其他組織。過冷奧氏體：過冷奧氏體：奧氏體被過冷至臨界溫度以下即處于不穩定狀態，即將發生分解（即奧氏體被過冷至臨界溫度以下即處

15、于不穩定狀態，即將發生分解（即奧氏體轉變為其他組織轉變）。這種狀態的奧氏體稱過冷奧氏體。奧氏體轉變為其他組織轉變）。這種狀態的奧氏體稱過冷奧氏體。加熱加熱保溫保溫連續冷卻連續冷卻時間時間溫度溫度臨界溫度臨界溫度等溫冷卻等溫冷卻6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變一、過冷奧氏體的轉變產物及轉變過程一、過冷奧氏體的轉變產物及轉變過程珠光體（珠光體（PearlitePearlite）, ,符號：符號：P P 加熱后的奧氏體以緩慢的冷卻速度冷卻至室溫，或過冷奧氏體在較高加熱后的奧氏體以緩慢的冷卻速度冷卻至室溫，或過冷奧氏體在較高的溫度下等溫時，奧氏體將轉變成珠光體。的溫度下等溫時，奧氏體將轉變

16、成珠光體。 典型的冷卻方式：典型的冷卻方式：爐冷（退火）爐冷（退火）珠光體相比馬氏體和貝氏體，其強度和硬度較低。珠光體相比馬氏體和貝氏體，其強度和硬度較低。馬氏體（馬氏體（MartensiteMartensite），符號：），符號：M M 過冷奧氏體以極快的冷卻速度冷卻至室溫，奧氏體將轉變成馬氏體。過冷奧氏體以極快的冷卻速度冷卻至室溫，奧氏體將轉變成馬氏體。 典型的冷卻方式：典型的冷卻方式：水冷或油冷（淬火）水冷或油冷（淬火）馬氏體具有很高的強度和硬度。馬氏體具有很高的強度和硬度。貝氏體（貝氏體（BainiteBainite），符號：），符號：B B 過冷奧氏體在中等溫度范圍內等溫時，奧氏體將

17、轉變成貝氏體。過冷奧氏體在中等溫度范圍內等溫時，奧氏體將轉變成貝氏體。貝氏體的強度和硬度介于珠光體和馬氏體之間。貝氏體的強度和硬度介于珠光體和馬氏體之間。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變（一）珠光體轉變（一）珠光體轉變 珠光體在臨界溫度以下的較高溫度范圍（珠光體在臨界溫度以下的較高溫度范圍（A Ar1r1550550 C C）形成。）形成。1 1、珠光體的組織形態及性能、珠光體的組織形態及性能 （1 1）珠光體的組織形態）珠光體的組織形態 片層狀珠光體（簡稱片狀珠光體）片層狀珠光體（簡稱片狀珠光體）片狀珠光體是相間排列成層片形態的鐵素體與滲碳體的機械混合物。片狀珠光體是相間排列成層

18、片形態的鐵素體與滲碳體的機械混合物。粒狀珠光體（又稱球狀珠光體）粒狀珠光體（又稱球狀珠光體） 粒狀珠光體是顆粒狀滲碳體分布在鐵素體基體中的機械混合物。粒狀珠光體是顆粒狀滲碳體分布在鐵素體基體中的機械混合物。（2 2）珠光體的性能）珠光體的性能珠光體的性能與組織的粗細程度密切相關：珠光體的性能與組織的粗細程度密切相關：片間距越小，片狀珠光片間距越小，片狀珠光體的硬度和強度越大、塑性和韌性越好；滲碳體顆粒越細小，分布越體的硬度和強度越大、塑性和韌性越好；滲碳體顆粒越細小，分布越彌散均勻，粒狀珠光體的硬度和強度越大。彌散均勻，粒狀珠光體的硬度和強度越大。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變F

19、Fe3C片狀珠光體片狀珠光體粒（球）狀珠光體粒（球）狀珠光體6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變三維珠光體如同放在水中的包心菜三維珠光體如同放在水中的包心菜s0根據片間距根據片間距(s (s0 0) )，片狀珠光體可分為：，片狀珠光體可分為：珠光體（珠光體（P P）：）：s s0 00.600.601.01.0 m m，形成溫度為，形成溫度為A Ar1r1650650 C;C;索氏體（索氏體（S S）：s s0 00.250.250.30.3 m m，形成溫度為，形成溫度為650650600600 C;C;托氏體（托氏體（T T）：）：s s0 00.100.100.150.15 m

20、m，形成溫度為，形成溫度為600600550550 C C片狀珠光體的片間距片狀珠光體的片間距(s (s0 0) )與與其形成溫度或冷卻速度有關：其形成溫度或冷卻速度有關：l 形成溫度越低，形成溫度越低，s s0 0越小。越小。l 冷卻速度越大，冷卻速度越大，s s0 0越小。越小。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變FFFFFe3CFe3CFe3C片狀珠光體的形態特征片狀珠光體的形態特征Fe3C珠光體組織珠光體組織 金相顯微鏡索氏體組織索氏體組織 托氏體組織托氏體組織 2 2、珠光體的轉變過程、珠光體的轉變過程 珠光體轉變（即珠光體轉變（即APAP轉變）是一個形核和長大的過程，是碳原

21、子重新轉變）是一個形核和長大的過程，是碳原子重新分布和晶格重構的過程。分布和晶格重構的過程。 以共析鋼片狀珠光體的形成為例：以共析鋼片狀珠光體的形成為例：珠光體轉變是典型的擴散型相變：珠光體轉變是典型的擴散型相變：珠光體形成時，碳原子和鐵原子均需進行長程擴散。珠光體形成時，碳原子和鐵原子均需進行長程擴散。片層狀珠光體的轉變過程片層狀珠光體的轉變過程6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變（二）馬氏體轉變（二）馬氏體轉變 馬氏體是碳馬氏體是碳溶解在體心立方晶格的溶解在體心立方晶格的 FeFe中形成的過飽和間隙固溶體。中形成的過飽和間隙固溶體。馬氏體轉變在臨界溫度以下的較低溫度范圍內進行。馬氏

22、體轉變在臨界溫度以下的較低溫度范圍內進行。1 1、馬氏體的晶體結構、馬氏體的晶體結構馬氏體的晶體結構屬體心正方晶格（馬氏體的晶體結構屬體心正方晶格（bctbct）。）。由于馬氏體含碳過飽和，導致由于馬氏體含碳過飽和，導致bccbcc晶格畸變成晶格畸變成bctbct晶格。因此晶格。因此bctbct晶格可晶格可以看成是以看成是bccbcc晶格沿晶格沿c c軸的伸長。軸的伸長。c/ac/a稱為馬氏體的正方度。稱為馬氏體的正方度。c/ac/a與與C%C%有關：有關：C%C%越高，越高，c/ac/a越大；越大；C%C%越低，越低，c/ac/a越小。越小。重要結論：重要結論：馬氏體含碳量越高，其正方度越大

23、，晶格畸變越嚴重，故硬度越高。馬氏體含碳量越高，其正方度越大，晶格畸變越嚴重，故硬度越高。鋼中獲得馬氏體組織是強化鋼鐵材料的重要手段之一。鋼中獲得馬氏體組織是強化鋼鐵材料的重要手段之一。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變2 2、馬氏體的組織形態、馬氏體的組織形態板條狀馬氏體（簡稱板條馬氏體）板條狀馬氏體（簡稱板條馬氏體）板條馬氏體呈條片狀，由許多成群的平行馬氏體板條束組成。板條馬氏體呈條片狀，由許多成群的平行馬氏體板條束組成。板條馬氏體主要出現在低碳鋼中。板條馬氏體主要出現在低碳鋼中。板條馬氏體的亞結構為高密度的位錯。板條馬氏體的亞結構為高密度的位錯。板條馬氏體又稱低碳馬氏體、位錯馬

24、氏體。板條馬氏體又稱低碳馬氏體、位錯馬氏體。針狀馬氏體（又稱片狀馬氏體）針狀馬氏體（又稱片狀馬氏體） 針狀馬氏體呈針片狀或竹葉狀，立體形態呈透鏡狀。針狀馬氏體呈針片狀或竹葉狀，立體形態呈透鏡狀。針狀馬氏體主要出現在高碳鋼中。針狀馬氏體主要出現在高碳鋼中。針狀馬氏體的亞結構為孿晶。針狀馬氏體的亞結構為孿晶。針狀馬氏體又稱高碳馬氏體、孿晶馬氏體。針狀馬氏體又稱高碳馬氏體、孿晶馬氏體。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變板條馬氏體金相組織板條馬氏體金相組織6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變原奧氏體晶界原奧氏體晶界M M針針針狀（片狀）馬氏體金相組織針狀（片狀）馬氏體金相組織6.36

25、.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變馬氏體馬氏體“針針”或或“片片”的粗細主要取決于奧氏體的晶粒度。的粗細主要取決于奧氏體的晶粒度。隱晶馬氏體：隱晶馬氏體：當奧氏體的晶粒非常細小，以至于在光學顯微鏡下難以分辨出馬氏體當奧氏體的晶粒非常細小，以至于在光學顯微鏡下難以分辨出馬氏體的針狀特征。這種馬氏體稱為隱晶馬氏體。的針狀特征。這種馬氏體稱為隱晶馬氏體。M M針針原奧氏體晶界原奧氏體晶界6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變影響馬氏體形態的因素影響馬氏體形態的因素 當當C%C%0.2%0.2%，馬氏體，馬氏體轉變后的組織中幾乎全部是板條馬氏體；轉變后的組織中幾乎全部是板條馬氏體；當當C%C%

26、1.0%1.0%，馬氏體，馬氏體轉變后的組織中幾乎全部是針狀馬氏體；轉變后的組織中幾乎全部是針狀馬氏體；當當0.2%0.2%C%C%1.0%1.0%，馬氏體，馬氏體轉變后的組織中既有板條馬氏體，也有針轉變后的組織中既有板條馬氏體，也有針狀馬氏體。狀馬氏體。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變體體積，積，%板條馬氏體量板條馬氏體量00.20.40.60.81.0wc%255075100馬氏體形態與含碳量的關系馬氏體形態與含碳量的關系6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變3 3、馬氏體的性能、馬氏體的性能馬氏體的性能主要取決于含碳量和組織形態。馬氏體的性能主要取決于含碳量和組織形態。

27、含碳量的影響含碳量的影響C%C%高高則硬度和強度高，但脆性大。則硬度和強度高，但脆性大。高碳針狀馬氏體高碳針狀馬氏體“硬而脆硬而脆”。組織形態的影響組織形態的影響 針狀馬氏體塑性和韌性差，而板條馬氏體韌性好，且具足夠的強度。針狀馬氏體塑性和韌性差，而板條馬氏體韌性好，且具足夠的強度。低碳板條馬氏體低碳板條馬氏體“強而韌強而韌”。 馬氏體的硬度與淬火鋼的硬度之間的關系：馬氏體的硬度與淬火鋼的硬度之間的關系：馬氏體的硬度由含碳量決定，淬火鋼的硬度與馬氏體轉變結束后鋼中馬氏體的硬度由含碳量決定，淬火鋼的硬度與馬氏體轉變結束后鋼中馬氏體的相對量和未轉變組織的相對量有關，即隨淬火鋼中未轉變組織的馬氏體的

28、相對量和未轉變組織的相對量有關，即隨淬火鋼中未轉變組織的相對量增多，硬度下降。相對量增多，硬度下降。4 4、馬氏體轉變的特點、馬氏體轉變的特點馬氏體轉變同樣是一個形核和長大的過程。馬氏體轉變同樣是一個形核和長大的過程。無擴散性無擴散性l FeFe、C C、MeMe（合金元素）的原子均不進行長程擴散。（合金元素）的原子均不進行長程擴散。l （fccfcc） M M（bctbct）的晶格重組由原子集體的、有規律的近程遷）的晶格重組由原子集體的、有規律的近程遷移而完成。移而完成。l 轉變前后合金的化學成分不變。轉變前后合金的化學成分不變。馬氏體轉變是典型的非擴散型相變。馬氏體轉變是典型的非擴散型相變

29、。共格切變性和表面浮凸現象共格切變性和表面浮凸現象l （fccfcc） M M（bctbct）的晶格重組）的晶格重組以切變方式進行。以切變方式進行。l 新相（新相（M M）與母相（）與母相（ ）保持共格關系。）保持共格關系。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變M M 試樣表面試樣表面浮凸浮凸 （fccfcc） M M（bctbct）轉變的轉變的切變結果切變結果（在原拋光的表面產生浮凸現象）（在原拋光的表面產生浮凸現象）新相（新相（M M）與母相（）與母相（ ）的共格關系的共格關系（相界上的原子為兩個相共有）（相界上的原子為兩個相共有）M M

30、相界相界在不斷降溫的過程中形成在不斷降溫的過程中形成l 馬氏體轉變在一個溫度范圍內完成，冷卻中斷，轉變立即停止。馬氏體轉變在一個溫度范圍內完成，冷卻中斷，轉變立即停止。l 馬氏體轉變開始的溫度稱為馬氏體轉變開始的溫度稱為M Ms s點，轉變終了的溫度稱為點，轉變終了的溫度稱為M Mf f點。點。l M Ms s點和點和M Mf f點主要取決于奧氏體中的含碳量（點主要取決于奧氏體中的含碳量（C%C%）和合金元素的含量）和合金元素的含量（Me%Me%）。）。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變含碳量對含碳量對M Ms s和和M Mf f的影響的影響 C Cwc%溫度溫度/重要結論：重要結論

31、：lC%C%增多，增多，M Ms s點和點和M Mf f點降低。點降低。l除除AlAl、CoCo外，外，Me%Me%增多，增多，M Ms s點點和和M Mf f點降低。點降低。高速長大高速長大l 馬氏體形成速度極快，瞬間形核、瞬間長大，速度接近聲速。馬氏體形成速度極快，瞬間形核、瞬間長大，速度接近聲速。馬氏體轉變的不完全性馬氏體轉變的不完全性l 即使溫度降低至即使溫度降低至M Mf f以下，奧氏體也不能以下，奧氏體也不能100%100%轉變為馬氏體。轉變為馬氏體。殘余奧氏體：殘余奧氏體： M M轉變結束后，總有部分奧氏體未轉變而殘留下來，這部分奧氏體轉變結束后，總有部分奧氏體未轉變而殘留下來，

32、這部分奧氏體稱為殘余奧氏體，記作稱為殘余奧氏體，記作A A 、 或或 R R 。重要結論：重要結論：l 淬火鋼中淬火鋼中A A 的含量隨的含量隨C%C%和和Me%Me%（除（除AlAl、CoCo外）的增加而增加。外）的增加而增加。l 淬火鋼的硬度隨淬火鋼的硬度隨A A 量的增多而降低。量的增多而降低。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變（三）貝氏體轉變（三）貝氏體轉變貝氏體轉變在臨界溫度以下的中溫區域（貝氏體轉變在臨界溫度以下的中溫區域（550550 C CM Ms s）內進行。）內進行。 貝氏體轉變具有貝氏體轉變具有P P轉變和轉變和M M轉變的某些特點，又具有自身的一些特點。轉變的

33、某些特點，又具有自身的一些特點。1 1、貝氏體的組織形態及性能、貝氏體的組織形態及性能（1 1）貝氏體的組織形態）貝氏體的組織形態貝氏體貝氏體是由含碳過飽和的鐵素體與滲碳體組成的機械混合物。根據形是由含碳過飽和的鐵素體與滲碳體組成的機械混合物。根據形成溫度的不同，主要有上貝氏體和下貝氏體兩種，其中，上貝氏體鐵素體成溫度的不同，主要有上貝氏體和下貝氏體兩種，其中，上貝氏體鐵素體中輕度含中輕度含C C過飽和，下貝氏體鐵素體中的過飽和，下貝氏體鐵素體中的C C過飽和過飽和量較大。量較大。 上貝氏體上貝氏體( (符號：符號：B B上上) )：形成溫度形成溫度550550350350 C C，金相組織呈

34、羽毛狀。金相組織呈羽毛狀。下貝氏體下貝氏體( (符號：符號：B B下下) )：形成溫度形成溫度350350 C CM Ms s，金相組織呈黑針狀。金相組織呈黑針狀。（2 2）貝氏體的性能）貝氏體的性能上貝氏體：上貝氏體：強度、韌性低，脆性大，是實際生產中應避免出現的組織。強度、韌性低，脆性大，是實際生產中應避免出現的組織。下貝氏體：下貝氏體：綜合力學性能良好，是實際生產中常用的組織。綜合力學性能良好，是實際生產中常用的組織。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變上貝氏體金相組織上貝氏體金相組織（羽毛狀）（羽毛狀）6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變上貝氏體電鏡組織上貝氏體電鏡組織

35、（黑色板條為（黑色板條為F F；白色短桿為；白色短桿為FeFe3 3C C）下貝氏體金相組織下貝氏體金相組織（黑針狀）（黑針狀）6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變下貝氏體電鏡組織下貝氏體電鏡組織（黑針（黑針為為F F；白色顆粒為；白色顆粒為FeFe3 3C C）2 2、貝氏體的轉變過程、貝氏體的轉變過程 貝氏體轉變（即貝氏體轉變（即ABAB轉變）也是一個形核和長大的過程。轉變）也是一個形核和長大的過程。ABAB轉變是轉變是A A以切變的方式向過飽和以切變的方式向過飽和F F的晶格改組、的晶格改組、C C原子通過短程擴散原子通過短程擴散從從F F中以中以FeFe3 3C C形式析出的過

36、程。形式析出的過程。 貝氏體的形成：貝氏體的形成： F F首先在首先在A A晶界上晶界上C%C%較少的地方形成，其較少的地方形成，其C%C%為過飽和。為過飽和。當溫度較高（當溫度較高（550550350350 C C）時，時，F F向向A A晶粒內部生長成大致平行的板條晶粒內部生長成大致平行的板條束，而束，而C C原子則富集在原子則富集在F F板條束之間的板條束之間的A A中，最終以中，最終以FeFe3 3C C形式析出，這樣就形形式析出，這樣就形成了羽毛狀的上貝氏體。成了羽毛狀的上貝氏體。當溫度較低（當溫度較低（350350 C CM Ms s）時，時，C C原子已難以擴散至原子已難以擴散至

37、A A中，只能在中，只能在F F中析中析出不連續分布的出不連續分布的FeFe3 3C C，這樣就形成了黑針狀的下貝氏體。，這樣就形成了黑針狀的下貝氏體。貝氏體轉變是半擴散型相變：貝氏體轉變是半擴散型相變：貝氏體形成時，鐵原子不能擴散，碳原子可以擴散。貝氏體形成時，鐵原子不能擴散，碳原子可以擴散。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變共析鋼過冷奧氏體等溫轉變曲線共析鋼過冷奧氏體等溫轉變曲線二、過冷奧氏體轉變曲線二、過冷奧氏體轉變曲線APBMvk1 1、過冷奧氏體等溫轉變曲線（、過冷奧氏體等溫轉變曲線（TTTTTT曲線）曲線） TTTTTT曲線曲線T Time ime T Temperatu

38、re emperature T Transformation Curve.ransformation Curve.又稱又稱C C曲線。曲線。 以共析鋼為例：以共析鋼為例：（1 1）C C曲線分析曲線分析A A1 1以上為奧氏體區域。以上為奧氏體區域。 兩個兩個“C”C”分別是過冷分別是過冷奧氏體轉變開始線和轉變終了線。奧氏體轉變開始線和轉變終了線。A A1 1以下、以下、M Ms s以上、轉變開始線以左的區域是過冷奧氏體區。以上、轉變開始線以左的區域是過冷奧氏體區。轉變開始前需要一定的時間，稱孕育期。轉變開始前需要一定的時間，稱孕育期。C C曲線的曲線的“鼻尖鼻尖”處孕育處孕育期最短，其溫度大

39、致是期最短，其溫度大致是550550 C C。C C曲線由上至下分三個區域：曲線由上至下分三個區域：A A1 1550550 C C：珠光體轉變區珠光體轉變區550550 C CM Ms s：貝氏體轉變區貝氏體轉變區M Ms sM Mf f：馬氏體轉變區馬氏體轉變區以恰好與以恰好與 鼻尖鼻尖 相切的冷卻速度將鋼冷卻下來時，過冷相切的冷卻速度將鋼冷卻下來時，過冷A A將不發生將不發生P P和和B B轉變，鋼冷卻后的組織為轉變，鋼冷卻后的組織為M M。這一冷卻速度。這一冷卻速度v vk k稱為鋼的臨界冷卻速度。稱為鋼的臨界冷卻速度。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變（2 2）影響）影響C

40、 C曲線的因素曲線的因素各種不同因素對各種不同因素對C C曲線的影響體現在對曲線的影響體現在對C C曲線在坐標平面上的位置和形曲線在坐標平面上的位置和形狀的影響。具體表現在：狀的影響。具體表現在：C C曲線是向左移，還是向右移。曲線是向左移，還是向右移。C C曲線是否發生形狀的變化。如變成上下兩個曲線是否發生形狀的變化。如變成上下兩個C C曲線。曲線。i.i.含碳量的影響含碳量的影響對共析鋼而言，當對共析鋼而言，當C%C%變化后，鋼即成為亞共析鋼或過共析鋼。變化后，鋼即成為亞共析鋼或過共析鋼。對亞共析鋼：對亞共析鋼：C%C%，C C曲線向右移；曲線向右移；對過共析鋼：對過共析鋼：C%C%，C

41、C曲線向左移。曲線向左移。共析鋼過冷奧氏體最穩定。共析鋼過冷奧氏體最穩定。ii.ii.合金元素的影響合金元素的影響除除CoCo外，所有溶入外，所有溶入A A的合金元素均使的合金元素均使C C曲線向右移。曲線向右移。一些碳化物形成元素還將改變一些碳化物形成元素還將改變C C曲線的形狀。例如元素曲線的形狀。例如元素CrCr。iii.iii.奧氏體化條件的影響奧氏體化條件的影響隨隨A A化溫度的提高和保溫時間的延長，化溫度的提高和保溫時間的延長，C C曲線向右移。曲線向右移。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變C C曲線向左或向右移動曲線向左或向右移動C C曲線從鼻尖處分開曲線從鼻尖處分開重

42、要結論：重要結論：過冷奧氏體越穩定，過冷奧氏體越穩定，C C曲線越向右移。曲線越向右移。2 2、過冷奧氏體連續轉變曲線（、過冷奧氏體連續轉變曲線（CCTCCT曲線）曲線） CCTCCT曲線曲線C Continuous ontinuous C Cooling ooling T Transformation Curve.ransformation Curve.。以共析鋼為例：以共析鋼為例：CCTCCT曲線中只有曲線中只有P P和和M M轉變，沒有轉變，沒有B B轉變。轉變。CCTCCT曲線中除曲線中除APAP轉變開始和終了線外，多了一條中止線。轉變開始和終了線外，多了一條中止線。中止線的意義：中止

43、線的意義：當冷卻曲線碰到該線時，當冷卻曲線碰到該線時，APAP轉變終止，未轉變的轉變終止，未轉變的A A將隨后轉變為將隨后轉變為M M。v vk k稱為稱為CCTCCT曲線的臨界冷卻速度，它是獲得全部曲線的臨界冷卻速度，它是獲得全部M M組織（實際上還含組織（實際上還含有少量的有少量的A A ）的最小冷卻速度。的最小冷卻速度。冷卻速度大于冷卻速度大于v vk k時，轉變得到時，轉變得到M M；冷卻速度小于冷卻速度小于v vk k 時，轉變得到時，轉變得到P P；冷卻速度大于冷卻速度大于v vk k 而小于而小于v vk k時，轉變得到時，轉變得到P PM M。臨界冷卻速度越小，奧氏體越穩定，越

44、容易獲得臨界冷卻速度越小，奧氏體越穩定，越容易獲得M M組織。這對淬火組織。這對淬火工藝操作具有十分重要的意義。工藝操作具有十分重要的意義。6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變共析鋼過冷奧氏體連續轉變曲線共析鋼過冷奧氏體連續轉變曲線6.36.3鋼在冷卻時的轉變鋼在冷卻時的轉變淬火淬火+ +回火回火退火，正火退火，正火普通熱處理：普通熱處理：4 4把火把火毛坯毛坯（鍛件）（鍛件）預備熱處理預備熱處理（退火、正火）（退火、正火）機加工機加工（車削）（車削）最終熱處理最終熱處理（淬火、回火）（淬火、回火）精加工精加工（磨削）（磨削）一、退火和正火的目的一、退火和正火的目的l調整硬度以便切削加

45、工調整硬度以便切削加工適于機加工的硬度：適于機加工的硬度：HB170HB170230230l消除殘余內應力消除殘余內應力防止工件淬火時變形或開裂防止工件淬火時變形或開裂l細化晶粒，改善組織細化晶粒，改善組織l為最終熱處理（淬火和回火）作好組織上的準備為最終熱處理（淬火和回火）作好組織上的準備獲得粒（球）狀珠光體獲得粒（球）狀珠光體 退火和正火通常屬于預備熱處理退火和正火通常屬于預備熱處理6.46.4鋼的退火與正火鋼的退火與正火二、退火二、退火退火是將鋼加熱至臨界點退火是將鋼加熱至臨界點A Ac1c1以上或以下溫度，保溫后緩慢冷卻下來以以上或以下溫度，保溫后緩慢冷卻下來以獲得近于平衡狀態組織的熱

46、處理工藝。獲得近于平衡狀態組織的熱處理工藝。 退火的種類：退火的種類： 完全退火：完全退火：加熱溫度：加熱溫度：A Ac3 c3 + 20+ 203030 C C。主要用于亞共析鋼。主要用于亞共析鋼。 等溫退火：等溫退火：加熱溫度：對亞共析成分的鋼為加熱溫度：對亞共析成分的鋼為A Ac3 c3 + 30+ 305050 C C 對過共析成分的鋼為對過共析成分的鋼為A Ac1 c1 + 30+ 305050 C C 主要適用于合金鋼。主要適用于合金鋼。 球化退火：球化退火：加熱溫度：加熱溫度：A Ac1c1附近。附近。主要用于共析成分和過共析成分的主要用于共析成分和過共析成分的鋼，是使鋼中的碳化

47、物球狀化的工藝，以獲得粒（球）狀珠光體。鋼，是使鋼中的碳化物球狀化的工藝，以獲得粒（球）狀珠光體。 擴散退火：擴散退火：加熱溫度：略低于相圖上的固相線。用于消除偏析。加熱溫度：略低于相圖上的固相線。用于消除偏析。6.46.4鋼的退火與正火鋼的退火與正火通常是隨爐冷卻通常是隨爐冷卻三、正火三、正火正火是將鋼加熱至正火是將鋼加熱至A Ac3c3或或A Accmccm+30+305050 C C溫度，保溫后空冷的熱處理工藝。溫度，保溫后空冷的熱處理工藝。 與退火相比，正火冷卻速度快，得到較細的與退火相比，正火冷卻速度快，得到較細的P P，強度和硬度也較高。，強度和硬度也較高。 正火的主要應用：正火的

48、主要應用：消除網狀二次滲碳體消除網狀二次滲碳體作為要求不高的零件的最終熱處理作為要求不高的零件的最終熱處理作為低、中碳結構鋼的預備熱處理，改善切削加工性能。作為低、中碳結構鋼的預備熱處理，改善切削加工性能。四、退火和正火的選用四、退火和正火的選用1 1、C%C%0.25%0.25%的低碳鋼宜采用正火代替退火作為預備熱處理。的低碳鋼宜采用正火代替退火作為預備熱處理。2 2、0.25%0.25%C%C%0.50%0.50%的中碳鋼，可采用退火或正火作為預備熱處理。的中碳鋼，可采用退火或正火作為預備熱處理。3 3、0.50%0.50%C%C%0.75%0.75%的中、高碳鋼，采用完全退火。的中、高碳

49、鋼，采用完全退火。4 4、C%C%0.75%0.75%的高碳鋼，首先用正火消除網狀的高碳鋼，首先用正火消除網狀FeFe3 3C C，再進行球化退火。，再進行球化退火。6.46.4鋼的退火與正火鋼的退火與正火6.46.4鋼的退火與正火鋼的退火與正火wc（%）溫度溫度SPGEQ常用退火及正火的加熱范圍常用退火及正火的加熱范圍完全退火完全退火球化退火球化退火正火正火一、淬火一、淬火淬火是將鋼加熱至淬火是將鋼加熱至A Ac3c3或或A Ac1c1以上一定溫度，保溫后以大于臨界冷卻速度以上一定溫度，保溫后以大于臨界冷卻速度v vk k冷卻下來，以獲得馬氏體的熱處理工藝。冷卻下來，以獲得馬氏體的熱處理工藝

50、。 淬火的目的：淬火的目的： 獲得馬氏體，提高鋼的力學性能。獲得馬氏體，提高鋼的力學性能。6.56.5鋼的淬火與回火鋼的淬火與回火（一）淬火工藝參數的確定（一）淬火工藝參數的確定1 1、淬火加熱溫度、淬火加熱溫度淬火加熱溫度（或稱淬火溫度）淬火加熱溫度（或稱淬火溫度）即鋼的奧氏體化溫度。確定原則是即鋼的奧氏體化溫度。確定原則是獲得均勻細小的奧氏體組織。獲得均勻細小的奧氏體組織。淬火加熱溫度可依據淬火加熱溫度可依據FeFeFeFe3 3C C相圖選擇。相圖選擇。wc（%）溫度溫度SPGEQA1A3Acm FeFe3 3C C碳鋼的淬火溫度范圍碳鋼的淬火溫度范圍6.56.5鋼的淬火與回火鋼的淬火與

51、回火 各類鋼淬火溫度的確定：各類鋼淬火溫度的確定：亞共析鋼：亞共析鋼：A Ac3 c3 + 30+ 305050 C C共析鋼和過共析鋼：共析鋼和過共析鋼：A Ac1 c1 + 30+ 305050 C C 合金鋼：合金鋼：臨界溫度以上臨界溫度以上5050100100 C C2 2、淬火加熱時間、淬火加熱時間加熱時間由升溫時間和保溫時間組成。加熱時間由升溫時間和保溫時間組成。加熱時間通常根據經驗公式估算或通過實驗確定。加熱時間通常根據經驗公式估算或通過實驗確定。3 3、淬火介質、淬火介質 兩個問題：兩個問題：l 冷卻速度大，更容易獲得冷卻速度大，更容易獲得M M。l 冷卻速度大，內應力更大，工

52、件變形和開裂的傾向大。冷卻速度大，內應力更大，工件變形和開裂的傾向大。時間時間溫度溫度MsA1理想淬火介質的冷卻曲線理想淬火介質的冷卻曲線6.56.5鋼的淬火與回火鋼的淬火與回火 理想淬火介質的冷卻特性：理想淬火介質的冷卻特性：l當冷卻至當冷卻至“鼻尖鼻尖”溫度前冷卻較溫度前冷卻較慢，以充分降低熱應力。慢，以充分降低熱應力。l在在“鼻尖鼻尖”溫度附近具有較大的溫度附近具有較大的冷卻能力，避免產生非馬氏體組織。冷卻能力，避免產生非馬氏體組織。l在在M Ms s點附近冷卻盡量緩慢，以減點附近冷卻盡量緩慢，以減少少M M轉變時產生的組織應力。轉變時產生的組織應力。 常用淬火介質：常用淬火介質：l水：

53、主要適用于碳鋼水：主要適用于碳鋼l鹽水：主要適用于碳鋼鹽水：主要適用于碳鋼l油：主要適用于合金鋼油：主要適用于合金鋼l有機溶液：適用于不同材質。有機溶液：適用于不同材質。溫度溫度時間時間MsA1各種淬火方法示意圖各種淬火方法示意圖單液淬火法單液淬火法操作簡單，易實現機械化。用于尺寸不操作簡單，易實現機械化。用于尺寸不大、形狀簡單的工件。大、形狀簡單的工件。淬火后組織：淬火后組織：M M雙液淬火法雙液淬火法操作復雜，不易掌握。用于形狀復雜的操作復雜，不易掌握。用于形狀復雜的高碳鋼工件及尺寸較大的合金鋼工件。高碳鋼工件及尺寸較大的合金鋼工件。淬火后組織：淬火后組織：M M分級淬火法分級淬火法工藝較

54、復雜。用于尺寸較大、形狀復雜工藝較復雜。用于尺寸較大、形狀復雜的合金鋼工件。的合金鋼工件。淬火后組織：淬火后組織：M M等溫淬火法等溫淬火法用于形狀復雜和要求較高的小工件。用于形狀復雜和要求較高的小工件。淬火后組織：淬火后組織：B B下下6.56.5鋼的淬火與回火鋼的淬火與回火（二）淬火方法（二）淬火方法6.56.5鋼的淬火與回火鋼的淬火與回火（三）鋼的淬透性（三）鋼的淬透性1 1、淬透性的概念、淬透性的概念鋼的淬透性是指奧氏體化后的鋼在淬火時獲得淬透層深度的能力。鋼的淬透性是指奧氏體化后的鋼在淬火時獲得淬透層深度的能力。簡單地講，淬透性就是鋼淬火時獲得馬氏體的能力。簡單地講，淬透性就是鋼淬火

55、時獲得馬氏體的能力。 淬透性的大小：淬透性的大小： 淬透性的大小用規定條件下鋼淬火后獲得的淬硬層的深度表示。淬透性的大小用規定條件下鋼淬火后獲得的淬硬層的深度表示。淬硬層深度：淬硬層深度：由工件表面到半馬氏體區域的深度。由工件表面到半馬氏體區域的深度。 淬透性與淬硬性的區別：淬透性與淬硬性的區別：l 淬透性表示鋼淬火后獲得淬透層深度的能力，是鋼本身的固有屬性。淬透性表示鋼淬火后獲得淬透層深度的能力，是鋼本身的固有屬性。l 淬硬性表示鋼淬火后能達到的最高硬度，是鋼在淬火時的硬化能力，淬硬性表示鋼淬火后能達到的最高硬度，是鋼在淬火時的硬化能力，取決于鋼的含碳量。取決于鋼的含碳量。6.56.5鋼的淬

56、火與回火鋼的淬火與回火2 2、影響淬透性的因素、影響淬透性的因素決定淬透性的因素是過冷奧氏體的穩定性，即過冷奧氏體的穩定性越高，決定淬透性的因素是過冷奧氏體的穩定性，即過冷奧氏體的穩定性越高，淬透性越好，反之，淬透性越差。淬透性越好，反之，淬透性越差。什么因素影響過冷奧氏體的穩定性？什么因素影響過冷奧氏體的穩定性？ C C曲線的位置。曲線的位置。重要結論：重要結論： 凡是使鋼的凡是使鋼的C C曲線向右移的因素，均提高鋼的淬透性。曲線向右移的因素，均提高鋼的淬透性。 影響淬透性的主要因素是鋼的化學成分：影響淬透性的主要因素是鋼的化學成分： 除除CoCo外，所有溶入奧氏體中的合金元素均提高淬透性。

57、外，所有溶入奧氏體中的合金元素均提高淬透性。 3 3、淬透性的測定及其表示方法、淬透性的測定及其表示方法 末端淬火法末端淬火法 通過端淬試驗測定淬透性，淬透性的數值為通過端淬試驗測定淬透性，淬透性的數值為。 臨界淬透直徑法臨界淬透直徑法 用鋼在某種淬火介質中能夠完全淬透的最大直徑用鋼在某種淬火介質中能夠完全淬透的最大直徑D D0 0表示。表示。d dHRCHRCJ J6.56.5鋼的淬火與回火鋼的淬火與回火二、回火二、回火回火是將淬火鋼加熱到回火是將淬火鋼加熱到A Ac1c1以下某一溫度，保溫后再冷卻到室溫的一種以下某一溫度，保溫后再冷卻到室溫的一種熱處理工藝。熱處理工藝。 回火的目的：回火的

58、目的： 降低或消除殘余內應力，防止工件變形或開裂。降低或消除殘余內應力，防止工件變形或開裂。淬火鋼內部應力高、脆性大，直接應用有變形甚至開裂的危險。淬火鋼內部應力高、脆性大，直接應用有變形甚至開裂的危險。減少或消除殘余奧氏體，穩定工件尺寸。減少或消除殘余奧氏體，穩定工件尺寸。馬氏體和殘余奧氏體是亞穩定組織，在一定條件下要發生轉變。馬氏體和殘余奧氏體是亞穩定組織，在一定條件下要發生轉變。調整工件的組織和性能，滿足工件的使用要求。調整工件的組織和性能，滿足工件的使用要求。淬火鋼的硬度高且脆性大，通過回火可調整組織和性能。淬火鋼的硬度高且脆性大，通過回火可調整組織和性能。 鋼淬火后應及時回火。鋼淬火

59、后應及時回火。6.56.5鋼的淬火與回火鋼的淬火與回火6.56.5鋼的淬火與回火鋼的淬火與回火（一）淬火鋼在回火時的轉變（一）淬火鋼在回火時的轉變1 1、回火過程中的組織轉變、回火過程中的組織轉變 第一階段：第一階段：馬氏體的分解馬氏體的分解溫度范圍：溫度范圍：100100200200 C C，馬氏體中的過飽和碳以，馬氏體中的過飽和碳以 - -FeFexC C的形式析出。的形式析出。組織：組織：M M回回。組織特征：組織特征：細小的片狀細小的片狀 - -FeFexC C均勻分布在均勻分布在M M基體上。基體上。 第二階段：第二階段：殘余奧氏體的分解殘余奧氏體的分解溫度范圍：溫度范圍：20020

60、0300300 C C，殘余奧氏體分解成，殘余奧氏體分解成M M和和 - -FeFexC C。回火組織：回火組織：M M回回。 第三階段：第三階段：碳化物類型的轉變碳化物類型的轉變 溫度范圍：溫度范圍：250250400400 C C， - -FeFexC C轉變為轉變為FeFe3C C。組織：組織：T T回回。組織特征：組織特征：細粒狀細粒狀FeFe3C C均勻均勻分布在保持分布在保持M M形態的形態的F F基體上。基體上。 第四階段：第四階段：滲碳體的聚集長大和滲碳體的聚集長大和 相相的再結晶的再結晶 溫度范圍：溫度范圍：400400 C C以上，以上，FeFe3C C聚集長大、聚集長大、