钢的热处理原理

HEATS

　　一、钢加热时的A化过程

& U9 m- v2 p9 v5 C/ N " ] i4 v* k8 B# O2 j, d5 H

　　1.共析钢P在加热温度大余等于Ac1时，转化为A.

3 t8 _% _7 N; C9 t3 z& j% x5 e% C ! K: O% Y+ I3 y b$ D f# a

　　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

　　A形成必须要有一定的过热度△T，提供相变驱动力△G

　　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。

/ v- b# L. w* y0 g3 j) ~. l' |

　　二、A晶粒大小

* f8 J# E# X# G8 ?

　　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

+ @* j+ M) b8 P- r

　　1.A化后晶粒长大

+ M5 a$ j+ |+ z( [

　　A化后，随着温度升高或保温时间延长，A晶粒会不断长大

　　2.A晶粒大小指标

" h. [$ w- K" V" l9 |# C0 S 8 e( h7 }0 v: K2 k

　　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。

0 E+ P! D- I' J9 i& H6 G! I! S2 I

　　3.影响A长大因素:

2 q/ Q6 E4 w$ g ) i' m1 n3 d. w( e P5 d# y, o7 }3 i4 f9 Q

　　①内因：钢的成分、组织决定它具有一定的A长大倾向性。

　　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。

8 T0 Q) i! l4 W. r* t% m

　　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。

3 r2 w6 j! U- Y! L0 \6 r* v / w2 z z* |' E z

　　b.合金元素

4 s: B6 [; e9 ^

　　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。

+ ^* \, \; Y: D* \- c1 Z

　　c.优质结构钢、碳素工具钢、A晶粒不易长大

5 `0 j! h, i" Z8 u4 n

　　②外因：加热条件

9 x. P4 u- D5 G2 I

　　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。

, M" q3 M2 ~+ w- Q; w( y

　　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】

( R$ ~. P" w m0 {& M