熱處理與金相一、目的

（1）觀察碳鋼經(jīng)不同熱處理后的基本組織。（2）了解熱處理工藝對(duì)鋼組織和性能的影響。（3）熟悉碳鋼幾種典型熱處理組織的形態(tài)及特征。

二、概述

碳鋼經(jīng)退火、正火可得到平衡或接近平衡組織，經(jīng)淬火得到的是非平衡組織。因此，研究熱處理后的組織時(shí)，不僅要參考鐵碳相圖，而且更主要的是參考鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線（C曲線）。

鐵碳相圖能說明慢冷時(shí)合金的結(jié)晶過程和室溫下的組織以及相的相對(duì)量，C曲線則能說明一定成分的鋼在不同冷卻條件下所得到的組織。C曲線適用于等溫冷卻條件；而CCT曲線（奧氏體連續(xù)冷卻曲線）適用于連續(xù)冷卻條件。在一定的程度上可用C曲線，也能夠估計(jì)連續(xù)冷卻時(shí)的組織變化。

1、共析鋼等溫冷卻時(shí)的顯微組織

共析鋼過冷奧氏體在不同溫度等溫轉(zhuǎn)變的組織及性能列于表4－1中。2、共析鋼連續(xù)冷卻時(shí)的顯微組織

為了簡便起見，不用CCT曲線，而用C曲線（圖4－1）來分析。例如共析鋼奧氏體，在慢冷時(shí)（相當(dāng)于爐冷，見圖4－1中的υ1）應(yīng)得到100%的珠光體；當(dāng)冷卻速度增大到υ

2

時(shí)（相當(dāng)于空冷），得到的是較細(xì)的珠光體，即索氏體或屈氏體；當(dāng)冷卻速度增大到υ3時(shí)（相當(dāng)于油冷），得到的為屈氏體和馬氏體；當(dāng)冷卻速度增大至υ4、υ5（相當(dāng)于水冷），很大的過冷度使奧氏體驟冷到馬氏體轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)（Ms）后，瞬時(shí)轉(zhuǎn)變成馬氏體，其中與C曲線鼻尖相切的冷卻速度（υ4）稱為淬火的臨界冷卻速度。

3、亞共析鋼和過共析鋼連續(xù)冷卻時(shí)的顯微組織

亞共析鋼的C曲線與共析鋼相比，只是在其上部多了一條鐵素體先析出線，如圖4－2所示。

當(dāng)奧氏體緩慢冷卻時(shí)（相當(dāng)于爐冷，如圖4－2中υ1），轉(zhuǎn)變產(chǎn)物接近平衡組織，即珠光體和鐵素體。隨著冷卻速度的增大，即υ3υ2υ

1

時(shí)，奧氏體的過冷度逐漸增大，析出

的鐵素體越來越少，而珠光體的量逐漸增加，組織變得更細(xì)，此時(shí)析出的少量鐵素體多分布在晶粒的邊界上。

表4－1

800700600

800

600400200

5004003002001000

011010101010

100

-100時(shí)間秒

011010101010

圖4－2亞共析鋼的C曲線時(shí)間秒

圖4－1共析鋼C曲線

因此，v1的組織為鐵素體+珠光體；v2的組織為鐵素體+索氏體；v3的組織為鐵素體+屈氏體。

當(dāng)冷卻速度為v4時(shí)，析出很少量的網(wǎng)狀鐵素體和屈氏體（有時(shí)可見到少量貝氏體），奧氏體則主要轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體和屈氏體（如圖4-3）；當(dāng)冷卻速度v5超過臨界冷卻速度時(shí)，鋼