鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變_新鄉(xiāng)熱處理淬火液
發(fā)布時(shí)間：2012-6-19 13:18:40
熱處理是將固態(tài)金屬或合采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻以獲得所需組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。熱處理不僅可用于強(qiáng)化材料，提高機(jī)械零件的使用性能，而且還可以用于改善材料的工藝性能。
不同新鄉(xiāng)熱處理淬火液工藝共同點(diǎn)是：只改變內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，不改變表面形狀與尺寸。鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變。
鋼的新鄉(xiāng)熱處理淬火液多數(shù)需要先加熱得到奧氏體，然后以不同速度冷卻使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌慕M織，得到鋼的不同性能；因此了解鋼在加熱時(shí)組織結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，合理制訂加熱規(guī)范，是保證新鄉(xiāng)熱處理淬火液工件質(zhì)量的首要環(huán)節(jié)。
實(shí)際熱處理中，加熱時(shí)相交溫度偏向高溫，冷卻時(shí)偏向低溫，且加熱和冷卻速度愈大偏差愈大。
新鄉(xiāng)熱處理淬火液之奧氏體的形成
現(xiàn)以共析鋼為例，說明鋼在加熱時(shí)使用新鄉(xiāng)熱處理淬火液的組織轉(zhuǎn)變過程。共析鋼（含0.77%C），加熱前為珠光體組織，一般為鐵素體相與滲碳體相相間排列的層片狀組織，當(dāng)加熱到稍高于Ac1的溫度，便會(huì)發(fā)生珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變。這一轉(zhuǎn)變過程遵循結(jié)晶過程的基本規(guī)律，也是通過形核和晶核長大過程來實(shí)現(xiàn)的，可以認(rèn)為是通過下列四個(gè)階段完成的。
（1）奧氏體的晶粒形成與長大：實(shí)驗(yàn)證明，奧氏體的晶核最初出現(xiàn)在F與FeC的相界面上。這是由于相界面上原子排列紊亂，處于不穩(wěn)定狀態(tài)而具有較高的能量為奧氏體的形成提供了有利條件。形成微小晶核后，通過原子擴(kuò)散，使晶核逐漸向兩側(cè)擴(kuò)展，使兩側(cè)的F和Fe3C不斷轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，在奧氏體晶核成長的過程中，需要用到新鄉(xiāng)熱處理淬火液進(jìn)行淬火，淬火后會(huì)不斷有新的奧氏體晶核產(chǎn)生并長大，直至珠光體全部消失。
（2）殘余Fe3C的溶解：在奧氏體形成過程中，F(xiàn)比Fe3C先消失。故在鐵索體F完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體后，還有殘留滲碳體Fe3C尚未溶解。隨著時(shí)間的延長，殘余Fe3C繼續(xù)不斷地向奧氏體溶解，直至全部消失為止。
（3）奧氏體的均勻化：當(dāng)殘余Fe3C溶解時(shí)，實(shí)際上奧氏體的成分還是不均勻的。碳的濃度在原來Fe3C處較高，而在原來F處較低，還需要延長保溫時(shí)間，通過碳原子的擴(kuò)散能使奧氏體中含碳量漸趨均勻。因此，新鄉(xiāng)熱處理淬火液保溫的目的，是使工件的組織轉(zhuǎn)變完全以及使奧氏體成分均勻，以便在冷卻后得到良好的組織和性能。亞共析鋼要加熱到一定溫度以上，同樣對于過共析鋼要加熱到一定溫度上才能獲得單相的奧氏體組織。
新鄉(xiāng)熱處理淬火液之奧氐體晶粒的長大
當(dāng)P—A轉(zhuǎn)變剛完成時(shí)，所得到的奧氏體晶粒是細(xì)小的。當(dāng)溫度增高或保溫時(shí)間延長，細(xì)小的奧氏體晶粒便通過晶粒之間的相互吞并逐漸長人。一般根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)晶粒度等級圖確定鋼的奧氏體晶粒大小，標(biāo)準(zhǔn)晶粒度等級分為8級，1-4級為粗晶粒度，5-8級為細(xì)晶粒度。
（1）實(shí)際晶粒度和本質(zhì)晶粒度：鋼在某一具體加熱條件下，實(shí)際獲得的奧氏體晶粒的人小稱為奧氏體的實(shí)際晶粒度，它決定鋼的性能。奧氏體晶粒細(xì)小，新鄉(xiāng)淬火液淬火冷卻后產(chǎn)物組織的晶粒也細(xì)小。 一般細(xì)小晶粒鋼有較高的強(qiáng)度和塑性，尤其是鋼的沖擊韌性遠(yuǎn)比粗大晶粒的鋼要高得多。因此，鋼在加熱時(shí)，必須嚴(yán)格控制加熱溫度及保溫時(shí)間，從而獲得細(xì)小而均勻的組織，保證產(chǎn)品的熱處理質(zhì)量。
鋼在加熱時(shí)奧氏體晶粒長大的傾向用本質(zhì)晶粒度來表示。鋼加熱到930℃±10℃、保溫8小時(shí)，新鄉(xiāng)熱處理淬火液淬火冷卻后測得的晶粒度叫本質(zhì)晶粒度。如果測得的晶粒細(xì)小，則該鋼稱為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，反之叫本質(zhì)粗晶粒鋼。
（2）影響奧氏體晶粒度的因素：①加熱溫度和保溫時(shí)間隨加熱溫度升高晶粒將逐漸長大。溫度越高，或在一定溫度下保溫時(shí)間越長，奧氏體晶粒越粗大。②鋼的成分奧氏體中碳含量增高，晶粒長大傾向增大。未溶碳化物則阻礙晶粒長大。鋼中加入鈦、釩、鈮、鋯、鋁等元素，有利于得到本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，因?yàn)樘蓟铩⒀趸锖偷飶浬⒎植荚诰Ы缟?，能阻礙晶粒長大。錳和磷促進(jìn)晶粒長大。
河南?。亨嵵?、開封、洛陽、平頂山、安陽、鶴壁、新鄉(xiāng)、焦作、濮陽、許昌、漯河、三門峽、南陽、商丘、信陽、周口、駐馬店。
本文參考《金屬工藝基礎(chǔ)與實(shí)踐》一書。
常見問題
相關(guān)鏈接
