导图社区 钢的热处理
本图梳理了机械工程材料中钢的热处理，内容有钢的热处理目的、钢的奥氏体化、淬透性、钢的热处理方式等，收藏下图学习吧！
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钢的热处理
目的
消除毛坯缺陷、改善工艺性能
提高钢的力学性能
钢的奥氏体化
阶段
奥氏体晶核形成和长大
残余渗碳体溶解
奥氏体均匀化
奥氏体晶粒的控制
加热温度
保温时间
加热速度
过冷奥氏体的等温转变（以共析钢为例）
珠光体的转变(铁素体+渗碳体)
扩散型
层状珠光体
P:A1~680
S：680~600
T：600~550
性能
片层间距越小，相界面增多，塑性变形抗力增大。强度硬度增大
片层间距越小，塑性韧性增加
冷拔钢丝选索氏体
贝氏体的转变（过饱和碳的铁素体+弥散分布的渗碳体）
半扩散型：晶格改组+碳原子扩散、铁原子位移不扩散
上贝氏体：550~350（羽毛状态）
下贝氏体：350~230（暗黑色针片状）
生产中用：等温淬火
上贝氏体：强度小、塑性变形抗力低
下B：强度、硬度、耐磨性高，塑性、韧性良好
马氏体的转变（碳在α-Fe中的过饱和固溶体）
无扩散型
特点
奥氏体中的C全部保留在马氏体中
转变体心正方
变温形成
晶格转变只能以切变的机制进行
高速形成
转变不完全
形态
片状（高碳M）
板条状（低碳M）
碳的质量分 数越高，其正方 度越大，晶格畸 变越严重，M的 硬度也就越高
强度、硬度高（随含碳量增高而增加）
塑性、韧性随含碳增高而急剧降低（低碳的板条M强韧性很好）
淬透性
钢淬火时能获得的淬硬深度的能力
影响淬透性、淬硬深度的因素
决定性因素：临界冷却速度
A化学成分
含碳量：共析点最好，远离都变差
合金元素：除Co
A化条件
A化温度越高，保温时间越长，C曲线右移
增加过冷奥氏体稳定，降低M临界冷却速度，提高钢的淬透性
弹簧、齿轮不要求淬透性
方式
普通热处理
退火（炉冷）
将钢加热到一定温度后，保温一段时间，缓慢冷却到室温
类别
完全退火
球化退火
过共析钢
均匀化退火
...
正火
将钢加热到Ac3或Accm以上温度，使其完全奥氏体化，在空气中冷却到室温
退火的特例
冷却速度比较快，过冷度较大
组织中P增多，片层间距减小强度、硬度、韧性比退火高，塑性也不降低
得到较细P
应用
作为普通结构零件的最终热处理
作为预备热处理
改善低碳钢和低碳合金的切削加工性能
消除共析钢中网状二次渗碳体
特定情况代替回火、淬火
调整钢件硬度，以利于切削加工
消除残余应力稳定钢件尺寸，防止变形与开裂
细化晶粒、改善组织，提高力学、工艺性能
为最终热处理准备
淬火
把钢加热到Ac1或Ac3温度上，保温一段t使奥氏体化，以适当方式快速冷却（油淬、水淬）
为回火做准备
获得M和B
淬火加热温度
亚共析钢
Ac3以上（30~50℃）完全奥氏体化
温度过低，有残余铁素体，降低硬度
温度过高，奥氏体晶粒粗大，性能变坏
Ac1以上（30~50）不完全A化
温度过高，奥氏体中含碳量增加，降低了钢的硬度和耐磨性
回火
将钢加热到A1以下温度，保温一定时间后，冷却到室温
获得工件所需的组织和性能
稳定工件尺寸
消除或减小淬火内应力
回火温度及产物
低温回火（150~250）回火马氏体
高碳回M：强度、硬度高，塑性、韧性差
低碳回M：强韧性好
高碳工具、模具，量具、滚动轴承、渗碳件
中温回火（350~500）回火托氏体
弹性极高
弹簧、模具
高温回火（500~650）回火索氏体
较好的综合力学性能
轴类、连杆、螺栓、齿轮
表面淬火
表面获得马氏体（有高强度、硬度、耐磨性和疲劳强度）
内部保持塑性韧性
化学热处理
调质处理
钢件强化的重要基础
性能最好
固态下采用适当方式来加热、保温、冷却
整体处理
