钢的热处理原理

HEATS

　　一、钢加热时的A化过程

( h! |" {6 f) @# M

　　1.共析钢P在加热温度大余等于Ac1时，转化为A.

: u0 x( B# W; \" l* L# m3 E1 w4 ~

　　其转化可分为以下四个阶段：①A形核②A晶核长大③残余Fe3C溶解④A均匀化

; c0 e* z4 l* }" @# O # m; q. o2 }, k2 o

　　A形成必须要有一定的过热度△T，提供相变驱动力△G

% S8 \& L( e6 ~) O( @1 S # n& m* p5 F, }& L& _

　　①A形核,成核位置通常在F和Fe3C两相界面上。

　　②A晶核长大，形核后同时向F和Fe3C两个相界面推移，F晶格重构成面心立方，Fe3C不断溶解，向A提供C分。重构速度比Fe3C溶解速度快，所以F先溶解，剩余Fe3C通过C原子扩散，从而使A均匀化。亚共析钢和过共析钢要分别加热到Ac3或Accm以上才能完全转变为A。

1 w! {4 N. t- [5 `. p$ d3 A

　　二、A晶粒大小

　　晶粒大小对冷却转变过程及其所获得的组织与性能均有很大影响。因此，掌握A晶粒长大的规律性及控制A晶粒度的方法，对于热处理实践具有很重要的意义

　　1.A化后晶粒长大

　　A化后，随着温度升高或保温时间延长，A晶粒会不断长大

6 d% K; d7 _" W! }" P& Z) z2 {

　　2.A晶粒大小指标

0 k& f* ?; l& J6 V

　　①晶粒度：晶粒直径的平均值。根据GB6394-86，A晶粒度一般分10个级别(标准照片对照)，数字越大，晶粒越细。1-4级，粗晶粒；5-10级细晶粒；10级以上超细，也有比1级还粗的0级、-1级等。

　　②起始晶粒度：A形成刚结束，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。与A长大倾向性有关，还与化学成分有关。

9 M! ]: b5 |/ K/ v' n" A9 y* Q

　　3.影响A长大因素:

6 W1 e) L& x* t* U / M( q9 J* ~. ]

　　①内因：钢的成分、组织决定它具有一定的A长大倾向性。

3 `5 w) E6 Y4 n2 C# G, {" @6 B ' u! z a& e/ x0 a7 S

　　长大倾向性：同样条件下，有些晶粒容易长大，因钢种的不同而不同，甚至对同一种钢，由于冶炼方法不同，在同样加热条件下也可以表现出不同的晶粒长大倾向性。

% [2 t; e3 A @" |: D8 y& b

　　a.钢C%↑,亚共析钢易长大，过共析钢不易长大，共析钢最易长大。

　　b.合金元素

- @( t( @: Z. v" e2 V2 N. q8 o2 N

　　除Mn、P外，一般合晶元素均能阻止A晶粒长大，如V Ti Nb Al等分布在晶界形成难溶化合物均能强烈阻止A晶粒长大。

" R& A' w# Y* K/ D- g4 \

　　c.优质结构钢、碳素工具钢、A晶粒不易长大

" r: J9 K# A$ I: C4 g! w

　　②外因：加热条件

　　加热温度越高,保温时间越长，原子扩散越容易，晶界越易迁移,A实际晶粒就越大。

/ M8 \- R4 K. P$ d w& h- v) A4 D% S6 m" ^2 G3 o

　　晶粒长大过程实际上是无数个晶粒同时长大的过程，是一种大晶粒吞并小晶粒的过程。【MechNet】

" N% B& P. ^0 q2 z |. M( q, d% K 6 Q$ K% ]# Y- E/ d