主講教師：王晨國家職業(yè)教育汽車車身維修技術專業(yè)教學資源庫知識點：鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變

汽車車身材料

據(jù)史書記載，三國時期蒲元為諸葛亮鍛制出3000把“斬金斷玉，削鐵如泥”的神刀。蒲元在冶煉金屬、制造刀具上所用方法與常人不一樣，當鋼刀制成后，為了檢驗鋼刀的鋒利程度，他在大竹筒中裝滿鐵珠，然后讓人舉刀猛劈，結(jié)果如同斬草一樣，竹筒豁然斷成兩截，而筒內(nèi)的鐵珠也一分為二。那么蒲元在冶煉金屬、制造刀具上使用了什么方法呢？其實“神刀”是在蒲元對鋼材進行了熱處理的基礎上打造的，那么鋼材在熱處理后性能為什么會發(fā)生改變？又是如何提高鋼的強度和硬度的呢？【案例引入】——”斬金斷玉，削鐵如泥“的神刀鋼的熱處理概述定義：目的：

提高和改善鋼的性能；充分發(fā)揮鋼的性能潛力；提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長產(chǎn)品的使用壽命。

把鋼在固態(tài)下，通過加熱冷卻來改變鋼內(nèi)部的組織和性能保溫三面刃銑刀車刀異型銑刀鉆頭熱處理使其性能提高2倍以上，可節(jié)省鋼材10萬噸/年改善：A.消除鑄、鍛、焊工藝造成的各種缺陷，細化晶粒，

消除偏析，降低內(nèi)應力，使鋼的組織和性能更加均勻。

B.高（低）碳鋼——硬（軟），不易切削，經(jīng)熱處理后，

可以調(diào)整硬度（230-280HBS），改善切削加工性。應用——在汽車、拖拉機中（80%），而刀、量、模具和滾動軸承（100%）鋼的熱處理概述整體熱處理——

分類

熱處理的分類和工藝曲線加熱+保溫+冷卻

用工藝曲線來描述。工藝過程：表面熱處理化學熱處理——滲碳、滲氮、碳氮共滲等表面淬火——火焰加熱表面淬火、感應加熱表面淬火（四把火：退火、正火、淬火、回火）

T(℃)加熱t(yī)(h)冷卻熱處理工藝曲線保溫

臨界溫度過熱和過冷（臨界溫度）過熱---加熱時高于平衡溫度發(fā)生轉(zhuǎn)變過冷---冷卻時低于平衡溫度發(fā)生轉(zhuǎn)變Fe-Fe3C相圖上：PSK、GS、ES加熱加角標“c”：Ac1、Ac3、Accm冷卻加角標“r”

：Ar1、Ar3、Arcm平衡轉(zhuǎn)變溫度為：A1、A3、Acm鋼在加熱和冷卻時的組織轉(zhuǎn)變

鋼熱處理時首先要加熱，其目的是獲得均勻而細小的氏體組織。

經(jīng)過A化以后的鋼，再以不同的方式冷卻，即可得到不同的組織，從而獲得所需要的性能。熱處理工藝曲線鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變

鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變——熱處理實訓中心加熱設備箱式電阻爐箱式電阻爐真空氣淬爐井式電阻爐鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變珠光體——奧氏體的形成鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變以共析鋼為例：PSK0.0218%0.77%6.69%共析鋼:（F+Fe3C）加熱到Ac1PA加熱到Ac1A

FAFe3C（1）奧氏體晶核的形成：在相界面形成（2）奧氏體晶核的長大:F的轉(zhuǎn)變、

Fe3C的溶解（3）殘余滲碳體的溶解:繼續(xù)保溫使之溶解（4）奧氏體成分均勻化:延遲保溫時間使之均勻化

bccfcc

復雜斜方

共析鋼奧氏體形成過程可歸納為奧氏體晶核的形成：a)奧氏體晶核的長大:b)殘余滲碳體的溶解:c)奧氏體成分均勻化:d)

——奧氏體的形成鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變Ac3

Ac1亞共析鋼：F+P→F+A→A過共析鋼：P+Fe3C→A+Fe3C→AAc1Accm加熱時，為了獲得均勻而細小的奧氏體晶粒，必須選取合適的加熱溫度，并嚴格控制保溫時間。

案例1——坦克上的雙扭彈簧案例2——沙發(fā)彈簧鋼加熱獲得均勻而細小的A晶粒，是為隨后的冷卻做組織準備，冷卻方式不同，冷卻后的組織和性能也不同。

空冷→＜20HRC45鋼制小軸，加熱到830℃后油冷→±45HRC

水冷→±56HRC

慢冷（隨爐冷卻）→±20HRC兩根T8鋼制鋸條，加熱到760℃后快冷（水冷）→>60HRC可見：冷卻轉(zhuǎn)變決定了鋼的性能。在空氣中冷卻：較軟，可以卷曲而不斷裂放在水中冷卻：硬而脆，易折斷

鋼絲加熱