将亚共析钢加热至 Ac3 以上 20~30℃，保温足够时间 奥氏体化后，随炉缓慢冷却，从而获得接衡状 态的组织，这种热处理工艺称为完全退火。
完全退火的目的为： (1) 消除铸、锻件中存在的魏氏组织或带状组织， 细化晶粒和均匀组织； • (2) 消除铸、锻件中存在的内应力，降低硬度， 便于切削加工。 • 完全退火只适用于亚共析钢，不适用于过共析钢。
1. 淬火工艺参数的选择 (1) 加热温度 亚共析钢的淬火加热温度为：Ac330~50℃ 过共析钢的淬火加热温度为：Ac130~50℃ (2) 保温。 保温的目的是： ① 使工件透热，即工件整个截面都达到规定的淬火加热温度；
共析钢加热到727° C（A1)以上，珠光体转变成奥 氏体。（四个阶段）
图1-4 珠光体向奥氏体等温转变过程示意图 五、亚(或过)共析钢中奥氏体的形成
• 任务：热处理对于金属材料的改性 • 任务描述： • 目的：改变钢的内部组织架构，改善钢的性能 • 1、热处理强化金属材料、充分挖掘材 料潜能； • 2、消除铸、锻、焊热加工工艺缺陷， 均匀组织和性能； • 3、改善加工工艺性能； • 4、保证抗磨损、耐腐蚀等特殊性能。
适用范围亚共析钢、合金钢的铸、锻、热轧、焊件的预备热 处理(切削加工前或热处理前的预备热处理)
（2）产物：贝氏体 （3）贝氏体：由过饱和铁素体和渗碳体组成的混合物。 （4）贝氏体的形状和性能：（与等温温度有关）
3. 球化退火 球化退火是一种将钢中渗碳体或碳化物由片状变为粒状， 均匀分布在铁素体基体上的热处理工艺。大多数都用在过共析钢， 是一种不完全退火。 球化退火的目的是：消除钢中的片状珠光体，代之以粒 状珠光体。
• （5) 性能： • 上贝氏体的硬度高，塑性、韧性差，不用。 • 下贝氏体高强度、硬度、塑性韧性较好。 • 工业中应用于中碳钢和中碳合金钢制造的零件 中。
（2）产物：马氏体 （3）马氏体：碳在a--Fe中形成的过饱和铁素体，具有体心正 方结构。 （4）形貌：
T 什么是热处理 T保温 t保温 V加热 t 作用：（1）明显提高材料的使用性能 （2）改善加工性能（切削、热处理） V冷却
1、复习“钢在室温下的组织”：亚共析钢，共析钢， 过共析钢的组织组成物。 2、以共析钢为例，了解钢在加热时（727°C以上）组 织的转变。（相图上组织和相的转变是可逆的。） 3、影响奥氏体晶粒大小的因素。
再结晶退火是将冷加工后的钢材加热至T再~Ac1之间，通 常为 650~700℃，使变形晶粒恢复成等轴状晶粒，从而消除 加工硬化的热处理工艺。
图7-6 防止白点的热处理工艺曲线 (a) 碳钢及低合金钢；(b) 中合金钢
正火是将钢加热到 Ac3 或 Accm 以上约 30~50℃，或者更高 温度，保温足够时间，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。
由图2-2能够准确的看出： 1. 在各不一样的温度下过冷奥氏体等温分解需要一段准备 时间，称为孕育期。
2. 通常把此处称为C曲线. 对于碳钢，在其C曲线鼻部以上为过冷奥氏体高温 转变区，生成珠光体；在鼻部以下至 Ms点之间为中温转变 区，生成贝氏体；在Ms点以下为低温转变区，生成马氏体。
将钢加热到临界点 Ac1 以上或以下的一定温度，保 温一段时间，然后缓慢冷却，以获得接衡状态的 组织，这种热处理工艺称为退火。
• 退火能够达到以下目的： • (1) 消除钢锭的成 分偏析，使成分均匀化； • (2) 消除铸、锻件 中存在的魏氏组织或带 状组织，细化晶粒和均 匀组织； • (3) 降低硬度，提 高塑性，以便于切削加 工； • (4) 改善高碳钢中 碳化物的形态和分布， 为淬火作好组织准备。
图中CC′线为转变中止线； vc是使全部过冷奥氏 体都不发生分解，而被过冷到Ms点以下发生马氏 体转变的最小冷却速度，称为上临界冷却速度， 通常也叫临界冷却速度或临界淬火速度； vc′是 过冷奥氏体全部转变为珠光体的最大冷速，称为 下临界冷却速度。
图7-1 热处理工艺 所谓热处理工艺，是指把钢加热到预定的温度，在此温度下保 持一段时间，然后以预定的速度冷却下来的一种综合工艺。
(3) 可当作某些中碳钢或中碳低合金钢工件的最终 热处理，以代替调质处理，具有一定的综合力学性能。 (4) 用于过共析纲，可消除网状二次碳化物，为球化 退火作好组织上的准备。
一、钢的淬火 将钢加热到临界点 Ac1 或 Ac3 以上的一定温度，保温一 定时间，然后在水或油等冷却介质中快速冷却，这种热处 理工艺称为淬火。 淬火的主要目的是：把奥氏体化工件淬成马氏体，以 便在适当温度回火后，获得所需要的力学性能。 钢的淬火
高碳马氏体：呈透镜状，片状，中间有脊线）性能特点：硬而脆，且随Wc的增加而增加。 必须经过回火才能使用。 （6）应用
低碳马氏体用于综合性能好的零件，如发动机连杆螺栓、缸 盖螺栓，石油钻井的吊环、吊钳等。
图2-7 冷却速度对共析碳钢奥氏体转变 温度区域(a)及转变产物(b)的影响 1-珠光体转变开始线-珠光体转变终了线-珠光体转变中止线-马氏体转变开始线-马氏体转变终了线
根据钢中过冷奥氏体的稳定性和钢的截面大小，正火后 可获得不同的组织，如粗细不同的珠光体、贝氏体、马氏体 或它们的混合组织。
正火的目的： (1) 对于大锻件、截面较大的钢材、铸件，用正火来 细化晶粒，均匀组织(如消除魏氏组织或带状组织)，为淬 火处理作好组织准备，此时正火相当于退火的效果。
(2) 低碳钢退火后硬度太低，切削加工中易粘刀，光 洁度较差。改用正火，可提高硬度，改善切削加工性。
完全退火后强硬度有所下降，而塑韧性较大幅度提高 ——主要目的：改善组织与加工性能
将亚共析钢在Ac1~Ac3之间或过共析钢在Ac1~Accm之间两相区 加热，保温足够时间后缓慢冷却的热处理工艺，称为不完 全退火。 不完全退火的目的是：改善珠光体组织，消除内应力， 降低硬度以便切削加工。 亚共析钢不完全退火的温度一般为 740~780℃，其优 点是加热温度低，操作条件好，节省燃料和时间。
热处理概念 钢材在加热时的组织转变 钢材在冷却时的组织转变 退火与正火 回火 表面热处理与化学热处理
热处理： 金属或合金在固态下于一定介质中加热到一定温度， 保温一段时间，以一定速度冷却下来的一种综合工艺。
• 主要模块一：热处理加热和冷却组织转变： • 1、结合铁碳相图，掌握材料的奥氏体化过程， 以及加热之后的组织状态对于冷却最终组织的 影响。 • 2、掌握C曲线和CCT曲线冷却转变中的作用， 能据此判定冷却之后的组织状态；并能理解不 同材料的热处理工艺参数。
• 主要模块二：热处理工艺： • 钢的加热与冷却组织转变规律为制定正确的热 处理工艺提供了理论依照，热处理参数的确定 必须使具体工件满足组织转变规律性 • 能掌握普通热处理和表面热处理工艺，并能解 决具体的情景问题，理解和应用于热处理工程 领域。
• 情景： • 将45钢和T12A钢加热至700℃，770℃，840℃ 淬火，说明淬火温度是不是正确？为什么45钢在 770℃淬火后的硬度较T12A钢为低。 • 目的：理解不同的加热温度，对加热相变和最 终组织的影响
4. 扩散退火 扩散退火是通过高温长时间加热，使合金元素扩散均匀， 以消除或减弱枝晶偏析的热处理工艺。大多数都用在合金钢锭或 铸件。 扩散退火温度通常为1100~1200℃，保温时间为10~15小 时。
软化退火是消除钢锭或合金结构钢锻轧钢材内应力，降 低其硬度的热处理工艺。 软化退火温度通常为650~720℃，保温后出炉空冷。
珠光体的铁素体和渗碳体层片粗细与转变温度有关。温度 越低，珠光体的层片越细。 7270C---6500C：珠光体片层较粗，P（珠光体） 6500C---6000C：珠光体层片较细，S （索氏体） 6000C--5600C： 珠光体层片极细，T (托氏体) 层片变细，强度硬度增加，塑性韧性有所增加。
将奥氏体迅速冷至临界温度以下的一定温度，并在 此温度下进行等温，在等温过程中所发生的相变称为过 冷奥氏体等温转变。 测定过冷奥氏体等温转变图的方法有金相 -硬度法、 膨胀法、磁性法、热分析法等。
晶粒度是表示晶粒大小的一种尺度，在研究奥氏体 晶粒时，首先要区分三种晶粒度的概念。
本质粗晶粒钢与本质细晶粒钢 奥氏体晶粒长大过程示意图 奥氏体晶粒长大示意图
冷却过程——热处理 工艺的关键部分，对 控制热处理以后的组 织与性能起着极大作 用，不同的冷却速度 获不同的组织与性能。
