第一篇：熱處理論文（寫寫幫整理）

畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）

論文（設(shè)計(jì)）題目：金屬的熱處理

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年 月 日

目錄

摘 要..................................................1 ABSTRACT................................................2 1.背景簡(jiǎn)介.............................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.文獻(xiàn)綜述..............................................4

2.1金屬材料的性能.....................................4

2.1.1 金屬材料的性能分為使用性能和工藝性能......4 2.1.2金屬的硬度................................4 2.1.3金屬材料的沖擊韌度........................4 2.1.4金屬材料的疲勞強(qiáng)度........................4 2.2金屬的結(jié)晶和合金的構(gòu)造.............................4 2.2.1金屬的結(jié)晶過(guò)程和同素異晶轉(zhuǎn)變..................4 2.2.2合金的相結(jié)構(gòu)..................................4 2.3金屬材料強(qiáng)化的機(jī)理及基本途徑.......................5 2.3.1金屬圍觀強(qiáng)化機(jī)構(gòu)的分類........................5 2.3.2工藝方法......................................5

3.技術(shù)路線..............................................6 3.1退火..............................................6 3.1.1完全退火......................................6 3.1.2低溫退火......................................6 3.2正火..............................................6 3.2.1普通正火......................................6

3.2.2等溫正火......................................6 3.2.3水冷正火......................................6 3.3淬火..............................................7 3.3.1完全淬火......................................7 3.3.2不完全退火....................................7 3.4回火..............................................7 3.4.1低溫回火......................................8 3.4.2中溫回火......................................8 3.4.3高溫回火......................................8 4.結(jié)論..................................................9 參考文獻(xiàn)...............................................10 致 謝..................................................1

1新鄉(xiāng)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）

摘 要

在人類的整個(gè)發(fā)展歷程中，金屬幾乎是和社會(huì)息息相關(guān)的?，F(xiàn)在我們?nèi)粘Ｉ钏玫母鞣N設(shè)備大部分都是金屬，想要符合社會(huì)的發(fā)展，就必須對(duì)材料進(jìn)行熱處理。通過(guò)不同的工藝處理得到我們所需的性能不同的金屬材料，對(duì)我們整個(gè)世界都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，小到我們縫衣服用的針、掏耳勺，大到飛機(jī)、火箭都離不開(kāi)金屬。因此熱處理對(duì)材料的重要性不言而喻，我們雖然是世界上最早對(duì)金屬進(jìn)行冶煉的國(guó)家，但現(xiàn)在由于種種原因，我們?cè)诮饘僦圃旆矫孢€是與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大的差距。我們大學(xué)生時(shí)祖國(guó)的未來(lái)，希望我們可以?shī)^發(fā)圖強(qiáng)，將來(lái)做祖國(guó)的棟梁之才。

關(guān)鍵詞：金屬的性能；熱處理

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ABSTRACT

Throughout the development of human history, the metal is almost and society are closely related to the.Now all kinds of equipment used in our daily life is mostly metal, want to accord with the development of society, it must carry on the heat treatment of materials.Get the metal material properties we need different by different process, have a profound influence on our whole world, small to needle, we take the earpick sewing, to the aircraft, the rocket cannot do without metal.Therefore, heat treatment of material importance self-evident, although we are one of the earliest metal smelting in the country, but now due to various reasons, we in the metal manufacturing or in Europe and America and other developed countries there is a big gap.The future of the motherland we college students, I hope we can make efforts to do in the future of the motherland, a man of tremendous promise.Key words: The performance of metal, heat treatment

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第1章 背景簡(jiǎn)介

自二十世紀(jì)以來(lái)，金屬物理的發(fā)展和其他新技術(shù)的移植應(yīng)用，使金屬熱處理工藝得到很大發(fā)展。其中比較有代表性的是1901～1925年，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)行氣體滲碳；30年代出現(xiàn)露點(diǎn)電位差計(jì)，使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢(shì)達(dá)到可控，以后又研究出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進(jìn)一步控制爐內(nèi)氣氛碳勢(shì)的方法；60年代，熱處理技術(shù)運(yùn)用了等離子場(chǎng)的作用，發(fā)展了離子滲氮、滲碳工藝 ；激光、電子束技術(shù)的應(yīng)用，又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學(xué)熱處理方法。

熱處理是機(jī)械工業(yè)的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)技術(shù)，通常像軸、軸承、齒輪、連桿等重要的機(jī)械零件和工模具都是要經(jīng)過(guò)熱處理的，而且，只要選材合適，熱處理得當(dāng)，就能使機(jī)械零件和工模具的使用壽命成倍、甚至十幾倍的提高，實(shí)現(xiàn)“搞好熱處理，零件一頂幾”的目標(biāo)，收到事半功倍的效果。熱處理對(duì)于充分發(fā)揮金屬材料的性能潛力，提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量，節(jié)約材料，減少能耗，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益都具有十分重要的意義。

建國(guó)以來(lái)，我國(guó)的熱處理技術(shù)有了很大的發(fā)展，現(xiàn)有熱處理生產(chǎn)廠點(diǎn)一萬(wàn)余家，職工15萬(wàn)人，專業(yè)科技人員約1000余人，熱處理加熱設(shè)備11萬(wàn)臺(tái)，年生產(chǎn)能力660萬(wàn)噸鋼件，年產(chǎn)值約50億元，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率約3萬(wàn)元/人年。目前我國(guó)在熱處理的基礎(chǔ)理論研究和某些熱處理新工藝、新技術(shù)研究方面，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距不大，但在熱處理生產(chǎn)工藝水平和熱處理設(shè)備方面卻存在著較大的差距，還沒(méi)有完全扭轉(zhuǎn)熱處理生產(chǎn)工藝和熱處理設(shè)備落后、工件氧化脫碳嚴(yán)重、產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低、能耗大、成本高、污染嚴(yán)重的局面。為促進(jìn)我國(guó)熱處理技術(shù)的發(fā)展，我們應(yīng)全面了解熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀和水平，掌握其發(fā)展趨勢(shì)，大力發(fā)展先進(jìn)的熱處理新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、降耗、無(wú)污染、低成本、專業(yè)化生產(chǎn)”，力爭(zhēng)到 2020年時(shí)達(dá)到工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家八十年代中期的水平。

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第2章 文獻(xiàn)綜述

2.1金屬材料的性能

2.1.1金屬材料的性能分為使用性能和工藝性能

使用性能：是金屬材料在使用時(shí)所表現(xiàn)出的性能，包括物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能等。

工藝性能：是指金屬材料對(duì)不同加工工藝方法的適應(yīng)能力，包括鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理性能等。2.1.2金屬的硬度

硬度是材料局部抵抗其他更硬物質(zhì)壓入其表面的能力。它不僅抵抗塑性變形，還要抵抗彈性變形。它是衡量材料軟硬程度的重要指標(biāo)。硬度越高，材料的耐磨性越好。2.1.3金屬材料的沖擊韌度

金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為沖擊韌度。許多機(jī)械零件在工作中往往要受到?jīng)_擊載荷的作用，如活塞銷、鍛錘桿、沖模、鍛模等。制造此類零件所用材料必須考慮其抗沖擊載荷能力。2.1.4金屬材料的疲勞強(qiáng)度

彈簧、曲軸、齒輪等機(jī)械零件在工作過(guò)程中所承受載荷的大小、方向隨時(shí)間變化做周期性變化，在金屬材料內(nèi)部就會(huì)引起應(yīng)力發(fā)生周期性的波動(dòng)。此時(shí)，由于所承受的載荷為交變載荷，零件承受的應(yīng)力雖然低于材料的屈服強(qiáng)度，但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)問(wèn)的工作后，仍會(huì)產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生斷裂，這就叫做疲勞斷裂[1]。

2.2金屬的結(jié)晶和合金的構(gòu)造

2.2.1金屬的結(jié)晶過(guò)程和同素異晶轉(zhuǎn)變

金屬結(jié)晶過(guò)程：

一、金屬的結(jié)昌過(guò)程液態(tài)金屬冷卻到凝固溫度時(shí)，原子由無(wú)序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘匆欢ǖ膸缀涡螤钭饔行虻呐帕?。金屬的這種由液體轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的現(xiàn)象叫做結(jié)晶。液態(tài)金屬的結(jié)晶過(guò)程就是凝固過(guò)程，大致可分為兩個(gè)階段：即晶核(結(jié)晶中心)的形成和晶核的成長(zhǎng)。晶核的澎成，一方面可能是由于液態(tài)金屬中有一些原子自發(fā)的聚集在一起。按金屬晶體的固有規(guī)律排列起來(lái)而形成，這叫做自發(fā)晶繭；另一方面也可能是電量液態(tài)金屬中一些外來(lái)的微細(xì)固態(tài)質(zhì)點(diǎn)而形成，這叫做外來(lái)晶核。這兩種結(jié)晶全都是結(jié)晶過(guò)程中晶核發(fā)展和生長(zhǎng)的基礎(chǔ)[2]。2.2.2合金的相結(jié)構(gòu)

固體物質(zhì)一般分為晶體和非晶體，晶體原子一般呈周期性有規(guī)則的排

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列，而非晶體的原子一般不規(guī)則雜亂排列。金屬材料通常都是晶體，為了便于分析晶體中原子的排列規(guī)律，通常用假想的線條將各原子中心連接起來(lái)，使之構(gòu)成一個(gè)空間格架，這種三維的空間格架，稱作“晶格”(或稱空間點(diǎn)陣)取晶格中一個(gè)最基本的幾何單元來(lái)表明原子排列的規(guī)律性，這個(gè)最小的幾何單元，稱為“晶胞”。常見(jiàn)的三種晶體結(jié)構(gòu)：體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格[3]。

2.3金屬材料強(qiáng)化的機(jī)理及基本途徑

2.3.1金屬圍觀強(qiáng)化機(jī)構(gòu)的分類

以鋼鐵材料為例，其強(qiáng)化機(jī)理可分為晶界強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、沉淀和彌散強(qiáng)化、相變強(qiáng)化、Spindal(調(diào)幅分解和有序化強(qiáng)化七類。實(shí)際強(qiáng)化大多為復(fù)合作用的結(jié)果，要嚴(yán)格地孤立出來(lái)討論是困難的，且絕大部分鋼種的強(qiáng)化增量至今尚不能定量計(jì)算，故只能對(duì)強(qiáng)化機(jī)理的基本特點(diǎn)和本質(zhì)有大致的了解。2.3.2工藝方法

基于晶界強(qiáng)化的機(jī)理，在熱處理工藝方法上采用超細(xì)化熱處理工藝，即細(xì)化奧氏體晶粒或碳化物相，使晶粒度細(xì)化到10級(jí)以上。由于超細(xì)化作用，使晶界面積增加，從而對(duì)金屬塑性變形的抗力增加，反映在機(jī)械性能方面其金屬?gòu)?qiáng)韌性大為提高。如奧氏體晶粒細(xì)化10級(jí)以上，強(qiáng)韌性大為提高，其方法有3種：(1)利用極高加熱速度的能源進(jìn)行快速加熱（2）利用奧氏體的遞轉(zhuǎn)變（3）采用兩相區(qū)交替加熱淬火法[4]。

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第3章 技術(shù)路線

3.1退火

3.1.1完全退火

將偏離平衡狀態(tài)的金屬加熱至較高溫度，保持一定時(shí)間然后緩慢冷卻，以得到接近于平衡狀態(tài)組織的各種工藝方法統(tǒng)稱為退火。退火的目的在于均勻化學(xué)成分、改善力學(xué)性能及工藝性能、消除或減小內(nèi)應(yīng)力，并為零件最終熱處理準(zhǔn)備合適的內(nèi)部組織。鋼的退火工藝種類很多，按加熱溫度可分為兩大類：①臨界溫度(Ac1或Ac3)以上的退火(相變重結(jié)晶退火)，包括完全退火、不完全退火、晶粒粗化退火、均勻化退火和球化退火等；②臨界溫度以下的退火，包括軟化退火、再結(jié)晶退火及去應(yīng)力退火等。將亞共析鋼加熱到Ac3以上的溫度，并在此保溫足夠時(shí)間，完成奧氏體化并使成分基本均勻之后緩慢冷卻(控速冷卻、爐冷、埋于砂或耐火土粉中)至600°C左右出爐空冷，以得到鐵素體及珠光體組織的熱處理工藝，成為完全退火。3.1.2低溫退火

將鋼件加熱到略低于Ac1的溫度，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝稱為低溫退火，低溫退火由于沒(méi)有重結(jié)晶過(guò)程，所以不能使鋼的晶粒和組織細(xì)化，但卻能消除或降低鋼中的內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，從而改善切削加工性能。低溫退火加熱時(shí)間短，成本低，而且鋼材表面氧化脫碳損失較少，所以在某些情況下可以取代完全退火或不完全退火。再結(jié)晶退火、中間退火(軟化退火)、去應(yīng)力退火等皆屬于低溫退火范疇。

3.2正火

3.2.1普通正火

亞共析鋼加熱到Ac3+(30～50 °C)，共析鋼和過(guò)共析鋼加熱到ACm+（30°～50°），均溫后在空氣中冷卻，得到珠光體組織的熱處理工藝，成為普通正火。低碳鋼正火后，可得到較細(xì)的片狀珠光體，硬度較退火略高，利于切削加工。由于所得鐵素體晶粒較細(xì)，鋼的韌性較好，可以保證較好的力學(xué)性能組合。3.2.2等溫正火

等溫正火是將普通碳鋼材加熱奧氏體化，加熱溫度及保溫時(shí)間與普通正火相同。保溫完了后鋼材冷至某一溫度并等溫保持，使過(guò)冷奧氏體在此溫度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)變完畢，得到較細(xì)(相對(duì)于等溫退火而言)的珠光體組織，然后空冷，以獲得較好的加工性能和力學(xué)性能的熱處理工藝。3.2.3水冷正火

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含碳量極低的大型鑄鋼件用水冷代替空冷進(jìn)行正火，可以得到較少量的鐵素體及較細(xì)較多數(shù)量的珠光體組織，而使強(qiáng)度塑性等均得到改善。水冷正火還常用于高碳鋼球化退火之前，可更有效地抑制滲碳體網(wǎng)的形成，獲得均勻一致的組織，以穩(wěn)定球化質(zhì)量和獲得更細(xì)小、更均勻分布的碳化物。水冷正火時(shí)鋼材的加熱溫度與保溫時(shí)間與普通正火相同。

3.3淬火

淬火是將鋼或合金加熱到一定溫度，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間獲得相應(yīng)的高溫相，然后快速冷卻，以獲得遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)的不穩(wěn)定組織的熱處理工藝總稱。淬火是使鋼或合金強(qiáng)化的主要工藝(或工序)。鋼件淬火主要是為了獲得馬氏體組織，以便在適當(dāng)溫度的回火后具有所需要的力學(xué)性能組合。合金淬火則是為了得到單一均勻的固溶體，為下工序的時(shí)效強(qiáng)化或形變加工做好組織上的準(zhǔn)備。鋼的淬火工藝種類很多，可根據(jù)加熱溫度、加熱方式、加熱介質(zhì)以及冷卻介質(zhì)和冷卻方式的不同，可分為以下幾種。按加熱溫度的不同可分為：完全淬火、不完全淬火、亞共析鋼的亞溫淬火(臨界區(qū)淬火)、低溫(低于臨界溫度)淬火等。3.3.1完全淬火

將亞共析鋼加熱到Ac3以上溫度保溫以后大于臨界冷卻速度的冷卻速度急速冷卻，得到馬氏體組織，以提高強(qiáng)度、硬度及耐磨性的熱處理稱為完全淬火。

3.3.2不完全退火

國(guó)共析鋼以及共析鋼加熱到某一溫度，保溫后急速冷卻的熱處理工藝成為不完全淬火，不完全淬火有以下有點(diǎn)：

①淬火加熱溫度低，保留了一定數(shù)量未溶的顆粒狀碳化物，使鋼在淬火后具有最高的硬度和耐磨性。

②由于加熱溫度低，使奧氏體含碳及合金元素?cái)?shù)量不致過(guò)高，保證淬火后殘余奧氏體數(shù)量不致過(guò)多，有利于提高硬度及耐磨性。

③加熱溫度低，奧氏體晶粒細(xì)小，淬火后可獲得較優(yōu)的力學(xué)性能。不完全淬火主要用于碳素工具鋼及低合金工具鋼

3.4回火

將淬火后的鋼，在AC1以下加熱、保溫后冷卻下來(lái)的熱處理工藝?；鼗鹗菍⒋慊痄摷訜岬綂W氏體轉(zhuǎn)變溫度以下，保溫1到2小時(shí)后冷卻的工藝?；鼗鹜桥c淬火相伴，并且是熱處理的最后一道工序。經(jīng)過(guò)回火，鋼的組織趨于穩(wěn)定，淬火鋼的脆性降低，韌性與塑性提高，消除或者減少淬火應(yīng)力，穩(wěn)定鋼的形狀與尺

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寸，防止淬火零件變形和開(kāi)裂，高溫回火還可以改善切削加工性能?；鼗鹗枪ぜ阌埠蠹訜岬紸C1以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。

3.4.1低溫回火

回火溫度范圍為150-250攝氏度，回火后的組織為回火馬氏體。鋼具有高硬度和高耐磨性，但內(nèi)應(yīng)力和脆性降低。主要應(yīng)用于高碳鋼和高碳合金鋼制造的工具模和滾動(dòng)軸承，以及經(jīng)滲碳和表面淬火的零件，回火后的硬度一般為58-64HRC。3.4.2中溫回火

中溫回火常在250～500℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，主要用途是對(duì)淬火后的各種彈簧及鍛?；鼗?。其目的是為了獲得較高的彈性極限和屈服點(diǎn)，同時(shí)使塑性及韌性得到改善。3.4.3高溫回火

高溫回火常在500～650℃區(qū)間進(jìn)行，多應(yīng)用于結(jié)構(gòu)鋼制造的工件。其目的主要是在降低強(qiáng)度、硬度及耐磨性的情況下大幅度提高塑性及韌性，以便得到良好的綜合力學(xué)性能。含

Cr、Mo、W、V、Ti等元素較多的合金鋼(結(jié)構(gòu)鋼及工具鋼)在高溫回火過(guò)程常因析出彌散分布的特殊碳化物而產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象，而使硬度略有升高。淬透性較大或截面較小的工件，正火后硬度可能偏高而塑性偏低，也需進(jìn)行高溫回火以改善之[5]。

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第4章 結(jié)論

金屬材料之所以獲得如此廣泛的應(yīng)用，不僅是因?yàn)橐睙掕T鐵和鋼的鐵礦石在地殼中儲(chǔ)量豐富，而且滿足知道機(jī)器所需要的物理、化學(xué)性能，并且還可用簡(jiǎn)便的工藝方法加工成為適用的機(jī)器零件，也即具有所需的工藝性能。

機(jī)械知道中所用的金屬材料以合金為主，很少使用純金屬。原因是合金比純金屬具有更好的力學(xué)性能和工藝性能，且價(jià)格低廉。合金是一種以金屬為基礎(chǔ)，加入其它金屬或非金屬，經(jīng)過(guò)熔煉制成的具有金屬特性的材料。最常用的合金是以鐵為基礎(chǔ)的鐵碳合金，如碳素鋼、合金鋼、灰鑄鐵等，還有以銅為基礎(chǔ)的黃銅、青銅，以鋁為基礎(chǔ)的鋁硅合金等。

金屬的熱處理在我們生活中的重要性也不言而喻，通過(guò)對(duì)金屬進(jìn)行一定的工藝處理，就會(huì)獲得我們所需要性能的金屬。雖然我國(guó)這幾年金屬加工制造業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，但不能否認(rèn)與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定的差距，我們這一代青年務(wù)必要夯實(shí)自己的基礎(chǔ)，爭(zhēng)取縮短與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。

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參考文獻(xiàn)

[1]呂海，糜留芳，張大為，朱玉霞.金屬材料及熱處理.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2011.08.6-9.[2]鄧文英.金屬工藝學(xué).北京：人民教育出版社，1981年二月第一版修訂版上冊(cè)，9-15.[3]王可勇,鄧華凌，宋云京，孟祥澤.金屬熱處理，北京：中國(guó)水利水電出版社出版.2006.1.20-25.[4]譚家俊，李國(guó)俊.國(guó)內(nèi)外金屬材料及熱處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展.北京：國(guó)防大學(xué)出版社1995.11.119-115.[5]雷廷權(quán)，傅家騏.金屬熱處理工藝方法500種.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1998.09.120-130.新鄉(xiāng)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）

致 謝

在此要感謝我的指導(dǎo)老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫忙。同時(shí)，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這幾年來(lái)給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會(huì)了我專業(yè)知識(shí)，教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)，教會(huì)了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來(lái)越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！

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第二篇：熱處理經(jīng)典論文

金屬材料熱處理論文

題目：熱處理變形的影響因素

熱處理變形的影響因素

摘 要：工業(yè)發(fā)展日新月異，對(duì)機(jī)械精度和性能的要求也越來(lái)越高。在工業(yè)零件生產(chǎn)中，熱處理是必不可少的一部分，它對(duì)材料性能的影響非常大，金屬熱處理在改善材料各種性能的同時(shí)，熱處理變形是不可避免的，并且會(huì)直接影響到工件的精度、強(qiáng)度、噪聲和壽命，因此對(duì)于精度要求較高的零件要盡可能減小其變形量，著重分析溫度是控制變形的關(guān)鍵因素的同時(shí)羅列幾點(diǎn)次要因素。

關(guān)鍵詞：熱處理變形 金屬熱處理 變形因素 溫度

一、引言

什么是金屬材料的熱處理？ 熱處理有什么弊端 ？（變形等）

金屬材料的熱處理是將固態(tài)金屬或合金，采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻，有時(shí)并兼之以化學(xué)作用和機(jī)械作用，使金屬合金內(nèi)部的組織和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而獲得改善材料性能的工藝。熱處理工藝是使各種金屬材料獲得優(yōu)良性能的重要手段。很多實(shí)際應(yīng)用中合理選用材料和各種成形工藝并不能滿足金屬工件所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，這時(shí)熱處理工藝是必不可少的。但是熱處理工藝除了具有積極的作用之外，在處理過(guò)程中也不可避免地會(huì)產(chǎn)生或多或少的變形，而這又是機(jī)械加工中必須避免的，兩者之間是共存而又需要避免的關(guān)系，只能采用相應(yīng)的方法盡量把變形量控制在盡量小的范圍內(nèi)。而要減小熱處理的變形，我們就需要了解影響熱處理變形的因素。

二、溫度是變形的關(guān)鍵因素

工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用的熱處理工藝形式非常多，如退火，正火，回火，淬火等，但是它們的基本過(guò)程都是熱作用過(guò)程，都是由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段組成的。整個(gè)工藝過(guò)程都可以用加熱速度、加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻速度以及熱處理周期等幾個(gè)參數(shù)來(lái)描述。在熱處理工藝中，要用到各種加熱爐，金屬熱處理便在這些加熱爐中進(jìn)行（如基本熱處理中的退火、淬火、回火、化學(xué)熱處理的滲碳、滲氨、滲鋁、滲鉻或去氫、去氧等等）。因此，加熱爐內(nèi)的溫度測(cè)量就成為熱處理的重要工藝參數(shù)測(cè)量。每一種熱處理工藝規(guī)范中，溫度是很重要的內(nèi)容。如果溫度測(cè)量不準(zhǔn)確，熱處理工藝規(guī)范就得不到正確的執(zhí)行，以至造成產(chǎn)品質(zhì)量下降甚至報(bào)廢。溫度的測(cè)量與控制是熱處理工藝的關(guān)鍵，也是影響變形的關(guān)鍵因素。

（1）工藝溫度降低后工件的高溫強(qiáng)度損失相對(duì)減少，塑性抗力增強(qiáng)。這樣工件的抗應(yīng)力變形、抗淬火變形、抗高溫蠕變的綜合能力增強(qiáng)，變形就會(huì)減少；

（2）工藝溫度降低后工件加熱、冷卻的溫度區(qū)間減少，由此而引起的各部位溫度不一致性也會(huì)降低，由此而導(dǎo)致的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力也相對(duì)減少，這樣變形就會(huì)減少；

（3）如果工藝溫度降低、且熱處理工藝時(shí)間縮短，則工件的高溫蠕變時(shí)間減少，變形也會(huì)減少。

減小熱處理變形需要合理的熱處理工藝。各種熱處理方式相結(jié)合，搭配，盡量既滿足性能需要同時(shí)又減少變形等缺陷。例如經(jīng)熱處理后的20CrNi2MoA鋼齒圈齒表面、齒心部硬度及有效硬化層深度均達(dá)到要求。圖1為模數(shù)mn=12mm的齒圈經(jīng)不同溫度球化退火后的硬度梯度曲線。由圖1可以看出，在650℃球化退火后的硬度梯度和740℃球化+680℃等溫處理的硬度梯度結(jié)果相近，未經(jīng)球化退火的齒輪的硬度較前兩個(gè)低。這是因?yàn)榍蚧嘶鹂墒勾慊鸷鬂B層表面殘留奧氏體量減少，從而提高了齒表面硬度，因此20CrNi2MoA鋼齒圈滲碳后應(yīng)采用球化退火工藝，同時(shí)為減小熱處理變形，在650℃球化退火效果更好。

三、變形的其它影響因素及減小措施

（一）合理的加熱次序和冷卻次序

根據(jù)，不同零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定適合該零件的熱處理順序，可相應(yīng)的減小熱處理帶來(lái)的變形，盡量使各部分熱處理產(chǎn)生的變形可以相互抵消。最終達(dá)到變形最小的目的。不過(guò)，此方法成本較高，較復(fù)雜，浪費(fèi)時(shí)間。一般情況下，除非非常精密的零件，才會(huì)采用此種方式。

（二）預(yù)備熱處理 正火硬度過(guò)高、混晶、大量索氏體或魏氏組織都會(huì)使內(nèi)孔變形增大，所以要用控溫正火或等溫退火來(lái)處理鍛件。金屬的正火、退火以及在進(jìn)行淬火之前的調(diào)質(zhì)，都會(huì)對(duì)金屬最終的變形量產(chǎn)生一定的影響，直接影響到的是金屬組織結(jié)構(gòu)上的變化。實(shí)踐證明，在正火時(shí)采用等溫淬火可有效地使金屬組織結(jié)構(gòu)趨于均勻，從而使其變形量減小。

（三）運(yùn)用合理的冷卻方法

金屬淬火后冷卻過(guò)程對(duì)變形的影響也是很重要的一個(gè)變形原因。熱油淬火比冷油淬火變形小，一般控制在100±20℃。油的冷卻能力對(duì)變形也是至關(guān)重要的。淬火的攪拌方式和速度均影響變形。金屬熱處理冷卻速度越快，冷卻越不均勻，產(chǎn)生的應(yīng)力越大，模具的變形也越大?？梢栽诒ＷC模具硬度要求的前提下，盡量采用預(yù)冷；采用分級(jí)冷卻淬火能顯著減少金屬淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，是減少一些形狀較復(fù)雜工件變形的有效方法；對(duì)一些特別復(fù)雜或精度要求較高的工件，利用等溫淬火能顯著減少變形。

（四）零件結(jié)構(gòu)要合理

金屬熱處理后在冷卻過(guò)程中，總是薄的部分冷得快，厚的部分冷得慢。在滿足實(shí)際生產(chǎn)需要的情況下，應(yīng)盡量減少工件厚薄懸殊，零件截面力求均勻，以減少過(guò)渡區(qū)因應(yīng)力集中產(chǎn)生畸變和開(kāi)裂傾向；工件應(yīng)盡量保持結(jié)構(gòu)與材料成分和組織的對(duì)稱性，以減少由于冷卻不均引起的畸變；工件應(yīng)盡量避免尖銳棱角、溝槽等，在工件的厚薄交界處、臺(tái)階處要有圓角過(guò)渡；盡量減少工件上的孔、槽筋結(jié)構(gòu)不對(duì)稱；厚度不均勻零件采用預(yù)留加工量的方法。

（五）采用合理的裝夾方式及夾具

此方法的目的是使工件加熱冷卻均勻，以減少熱應(yīng)力不均，組織應(yīng)力不均，來(lái)減小變形，可改變裝夾方式，盤類零件與油面垂直，軸類零件立裝，使用補(bǔ)償墊圈，支承墊圈，疊加墊圈等，花鍵孔零件可用滲碳心軸等。

（六）機(jī)械加工

當(dāng)熱處理是工件加工過(guò)程的最后工序時(shí)，熱處理畸變的允許值應(yīng)滿足圖樣上規(guī)定的工件尺寸，而畸變量要根據(jù)上道工序加工尺寸確定。為此，應(yīng)按照工件的畸變規(guī)律，熱處理前進(jìn)行尺寸的預(yù)修正，使熱處理畸變正好處于合格范圍內(nèi)。當(dāng)熱處理是中間工序時(shí)，熱處理前的加工余量應(yīng)視為機(jī)加工余量和熱處理畸變量之和。通常機(jī)械加工余量易于確定，而熱處理由于影響因素多比較復(fù)雜，因此為機(jī)械加工留出足夠的加工余量，其余均可作為熱處理允許畸變量。熱處理后再加工，根據(jù)工件的變形規(guī)律，施用反變形、收縮端預(yù)脹孔，提高淬火后變形合格率。

（七）采用合適的介質(zhì) 在保證同樣硬度要求的前提下，盡量采用油性介質(zhì)，實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐證明，再其他條件無(wú)差異的前提下，油性介質(zhì)的冷卻速度較慢，而水性介質(zhì)的冷卻速度則相對(duì)快一些。而且，和油性介質(zhì)相比，水溫變化對(duì)水性介質(zhì)冷卻特性的影響較大，在同樣的熱處理?xiàng)l件下，油性介質(zhì)相對(duì)水性介質(zhì)淬火后的變形量要相對(duì)小。

四、結(jié)束語(yǔ)

熱處理能改善工件的機(jī)械性能，提高工件的強(qiáng)度和硬度，滿足各種性能的需要，但引起的變形影響是不可避免的。我們要重視我國(guó)現(xiàn)階段的熱處理技術(shù)和裝備的改進(jìn)，不斷學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，同時(shí)發(fā)展自主研發(fā)，創(chuàng)新的能力提高熱處理工件質(zhì)量及合格率，為我國(guó)的熱處理行業(yè)作出貢獻(xiàn)。為我國(guó)成為工業(yè)大國(guó)而努力。

第三篇：模具材料與熱處理論文

沖壓模具材料的分類及強(qiáng)化處理技術(shù)

[摘要] ：隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是汽車、電子、航空工業(yè)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的產(chǎn)品要求模具在高溫、高速條件下工作且具有高的耐磨性、抗氧化性等，在一定程度上給模具制造業(yè)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。文章從常用沖壓模具材料的種類、沖壓模具材料的合理選擇對(duì)熱處理的影響、沖壓模具表面處理技術(shù)等方面出發(fā)，對(duì)常用沖壓模具材料的分類及處理技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)分析。

[關(guān)鍵詞] ：沖壓模具材料 ；熱處理 ；表面處理 ；模具材料性能

模具作為工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝設(shè)備，在其實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，具有

生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件精度高、復(fù)雜程度高等優(yōu)勢(shì)，這些是其它加工制造技術(shù)無(wú)法比擬的。模具生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在汽車、電子、機(jī)械、儀表、家電、航空等行業(yè)中。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，模具作為重要工藝設(shè)備極大的促進(jìn)了生產(chǎn)的發(fā)展，但是隨著模具種類的不斷增多，形狀越來(lái)越復(fù)雜，加工工藝越來(lái)越困難，再加上熱處理技術(shù)的限制，模具技術(shù)的發(fā)展速度逐漸緩慢，并出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題。在這種情況下，有必要對(duì)模具材料的種類進(jìn)行分析并選取合適的模具材料以及對(duì)應(yīng)的處理技術(shù)，確保模具質(zhì)量。常見(jiàn)沖壓模具材料的種類及性能

1.1 常見(jiàn)沖壓模具材料種類

常見(jiàn)沖壓模具材料主要包括碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高

鉻工具鋼、高速鋼、基體鋼、硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金等。其中，碳素工具鋼價(jià)格便宜、加工性能較好，熱處理后硬度高、耐磨性好。一般在尺寸較小、形狀簡(jiǎn)單且承受荷較小的模具零件中使用；低合金工具鋼是在碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入適量的合金元素而形成的。它的優(yōu)勢(shì)是能有效的降低淬火冷卻速度，將熱應(yīng)力和組織應(yīng)力降至最低，同時(shí)減小淬火變形和降低開(kāi)裂傾向；高碳高鉻工具鋼不僅具有高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性優(yōu)勢(shì)，還具有較好的淬透性、淬硬性、高穩(wěn)定性等優(yōu) 勢(shì)，熱處理變形很小；高速鋼硬度較高，還具有較高的抗壓強(qiáng)度和耐磨性，通常采用快速加熱和低溫淬火工藝，在一定程度上改善了材料的韌性。但是高速鋼中的合金元素含量較高、成本高、脆性較大，再加上其工藝性能不佳，不能廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中；基體鋼是在高速鋼的基礎(chǔ)上添加少量的其它元素，在具有高速鋼好的耐磨性和硬度的前提下，其抗彎強(qiáng)度和韌性均有所提高。一般用于制造冷擠壓、冷鐓模具；硬質(zhì)合金一般具有較高的硬度和耐磨性，而鋼結(jié)硬質(zhì)合金的性能更佳，它是以鐵粉加入少量的合金元素粉末做粘合劑，以碳化鈦、碳化鎢等材料作為硬質(zhì)相，用粉末冶金的方法燒結(jié)而成，用這種材料制作的模具堅(jiān)固耐用，適合在大批量生產(chǎn)用模具上應(yīng)用。

1.2 模具材料性能

在模具材料的選用過(guò)程中，必須充分了解材料的使用性能和工藝性能。模具使用性能主要包括強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性、抗疲勞性等。強(qiáng)度是材料抵抗變形能力和斷裂能力的指標(biāo)；硬度的高低將直接影響模具的使用壽命，對(duì)模具質(zhì)量有重要影響；韌性反映材料在較強(qiáng)的沖擊載荷的作用下，抵抗脆性斷裂的能力，也是模具鋼尤其是沖壓用冷作模具鋼的重要性能指標(biāo)；抗疲勞性是指材料在重復(fù)載荷條件下抵抗疲勞破壞的性能指標(biāo)。工藝性能主要包括鍛造性能和熱處

理性能等。鍛造性能是指材料經(jīng)受鍛壓時(shí)的工藝性能；熱處理工藝對(duì)模具質(zhì)量有很大影響，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，材料必須有較好的淬硬性和較高的淬透性，以保證模具硬度及耐磨性。沖壓模具材料的合理選擇對(duì)熱處理的影響

沖壓模具有很多類型，不同的沖壓模具對(duì)材料性能的要求也不同。因此，在選用模具材料時(shí)，應(yīng)該以模具工作條件和使用壽命為依據(jù)對(duì)模具材料和熱處理工藝進(jìn)行合理選擇，以保證模具質(zhì)量。某工 廠在選擇模具材料過(guò)程中，出于經(jīng)濟(jì)角度和熱處理簡(jiǎn)便的考慮，最終選擇T10A鋼，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，該材料熱處理后硬度與要求相符，但熱處理后模具產(chǎn)生較大變形，最終導(dǎo)致模具報(bào)廢；為了保證模具熱處理后的性能，熱處理前應(yīng)該對(duì)模具材質(zhì)進(jìn)行分析。某工廠新進(jìn)一批結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的沖壓模具，熱處理后，模板上的圓孔變成橢圓形，甚至呈帶狀或塊狀分布。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是模具鋼中有不均勻的碳化物存在，因碳化物膨脹系數(shù)比鋼小，加熱時(shí)它阻止模具內(nèi)孔膨脹，冷卻時(shí)又阻止模具內(nèi)孔收縮，最終出現(xiàn)變形。從上述內(nèi)容可以看 出，沖壓模具材料的合理選擇對(duì)熱處理有重要影響。為了保證模具質(zhì)量和熱處理工藝的順利進(jìn)行，應(yīng)該對(duì)沖壓模具材料進(jìn)行合理選擇。3 沖壓模具的表面處理

模具除要求基體金屬具有足夠高的強(qiáng)度和韌性外，其表面性能對(duì)

生產(chǎn)效率和模具壽命也有很大影響，包括耐腐蝕性能、耐磨損性能及疲勞性能等。舉例說(shuō)明，沖壓生產(chǎn)高強(qiáng)度板材時(shí)，模具表面易產(chǎn)生劃傷、棱角磨損等缺陷，需要經(jīng)常下模修理，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。該問(wèn)題可以通過(guò)模具表面處理技術(shù)來(lái)解決。模具的表面處理技術(shù)已經(jīng)非常成熟，主要分為物理表面處理法和化學(xué)表面處理法兩種。

3.1 化學(xué)表面處理

從廣義上說(shuō)，化學(xué)表面處理可以分為表面擴(kuò)散滲入和表面涂覆兩大類型。其中，表面擴(kuò)散滲入的處理方法是將模具放置在具有特定溫度和特定活性介質(zhì)的密閉空間里保溫，使特定介質(zhì)滲入模具表面，改變模具表面的化學(xué)成分和組織，從而提高模具材料表面的耐磨性、耐蝕性等，主要包括滲氮、滲碳、碳氮共滲等；表面涂覆是指在模具材料表面涂覆一層新材料的技術(shù)，以達(dá)到提高模具表面性能的效果，其中化學(xué)表面涂覆技術(shù)主要包括化學(xué)鍍、離子注入、化學(xué)氣相沉積等。

3.2 物理表面處理

物理表面處理技術(shù)是指用物理的辦法對(duì)模具材料的表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，使模具表面獲得較高的力學(xué)性能和物理性能。主要包括激光表面淬火、高頻淬火等技術(shù)，可以有效的提高模具表面的硬度、耐磨性、耐疲勞性能等。結(jié)語(yǔ)

模具憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，然而在生產(chǎn)制造過(guò)程中，模具容易因材料選擇錯(cuò)誤或處理技術(shù)不合適等出現(xiàn)相應(yīng)問(wèn)題，在一定程度上影響模具質(zhì)量和使用壽命。文中通過(guò)對(duì)常用沖壓模具材

料的種類進(jìn)行分析，并采取合適的熱處理、表面處理技術(shù)，使沖壓模具的性能得到改良，在生產(chǎn)中更好的發(fā)揮其作用。隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)模具的性能和精度要求將會(huì)進(jìn)一步提高。為了更好的滿足時(shí)代發(fā)展需求，我們要不斷對(duì)沖壓模具材料、熱處理技術(shù)、表面處理技術(shù)進(jìn)行改良。

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第四篇：熱處理

1．退火：指金屬材料加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，保持一定的時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。常見(jiàn)的退火工藝有：再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火、球化退火、完全退火等。退火的目的：主要是降低金屬材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或壓力加工，減少殘余應(yīng)力，提高組 織和成分的均勻化，或?yàn)楹蟮罒崽幚碜骱媒M織準(zhǔn)備等。

2．正火：指將鋼材或鋼件加熱到或（鋼的上臨界點(diǎn)溫度）以上，30～50℃保持適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理的工藝。正火的目的：主要是提高低碳鋼的 力學(xué)性能，改善切削加工性，細(xì)化晶粒，消除組織缺陷，為后道熱處理作好組織準(zhǔn)備等。

3．淬火：指將鋼件加熱到 Ac3 或 Ac1（鋼的下臨界點(diǎn)溫度）以上某一溫度，保持一 定的時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度，獲得馬氏體（或貝氏體）組織的熱處理工藝。常見(jiàn)的淬 火工藝有鹽浴淬火，馬氏體分級(jí)淬火，貝氏體等溫淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目 的：使鋼件獲得所需的馬氏體組織，提高工件的硬度，強(qiáng)度和耐磨性，為后道熱處理作好組 織準(zhǔn)備等。

4．回火：指鋼件經(jīng)淬硬后，再加熱到 Ac1 以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷 卻到室溫的熱處理工藝。常見(jiàn)的回火工藝有：低溫回火，中溫回火，高溫回火和多次回火等。

回火的目的：主要是消除鋼件在淬火時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力，使鋼件具有高的硬度和耐磨性外，并 具有所需要的塑性和韌性等。

5．調(diào)質(zhì)：指將鋼材或鋼件進(jìn)行淬火及高溫回火的復(fù)合熱處理工藝。使用于調(diào)質(zhì)處理的鋼稱調(diào)質(zhì)鋼。它一般是指中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼。

6．滲碳：滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過(guò)程。也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層，再經(jīng)過(guò)淬火和低溫回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。

3.固溶熱處理：將合金加熱至高溫單相區(qū)恒溫保持，使過(guò)剩相充分溶解到固溶體中，然后快速冷卻，以得到過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝

4.時(shí)效：合金經(jīng)固溶熱處理或冷塑性形變后，在室溫放置或稍高于室溫保持時(shí)，其性能隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象。

5.固溶處理：使合金中各種相充分溶解，強(qiáng)化固溶體并提高韌性及抗蝕性能，消除應(yīng)力與軟化，以便繼續(xù)加工成型

6.時(shí)效處理：在強(qiáng)化相析出的溫度加熱并保溫，使強(qiáng)化相沉淀析出，得以硬化，提高強(qiáng)度

9.鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時(shí)滲入碳和氮的過(guò)程。習(xí)慣上碳氮共滲又稱為氰化，目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲(即氣體軟氮化)應(yīng)用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強(qiáng)度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。

11.釬焊：用釬料將兩種工件粘合在一起的熱處理工藝

第五篇：熱處理

1、馬氏體的組織形態(tài)主要有兩種類型,即板條狀馬氏體和片狀馬氏體.淬火鋼中形成的馬氏體形態(tài)主要與鋼的含碳量有關(guān).板條狀馬氏體是低碳鋼,馬氏體時(shí)效鋼,不銹鋼等鐵系合金形成的一種典型的馬氏體組織,因其單元立體形狀為板條狀,故稱板條狀馬氏體.由于它的亞結(jié)構(gòu)主要是由高密度的位錯(cuò)組成,所以又稱位錯(cuò)馬氏體;片狀馬氏體則常見(jiàn)于高,中碳鋼,每個(gè)馬氏體晶體的厚度與徑向尺寸相比很小其斷面形狀呈針片狀,故稱片狀馬氏體或針狀馬氏體.由于其亞結(jié)構(gòu)主要為細(xì)小孿晶,所以又稱為孿晶馬氏體.一般當(dāng)Wc<0.3%時(shí),鋼在馬氏體形態(tài)同乎全為板條馬氏體;當(dāng)Wc>1.0%時(shí),則幾乎全為片狀馬氏體;當(dāng)Wc=0.3%-1.0%時(shí),為板條馬氏體和片狀馬氏體的混合物,隨含碳量的升高,淬火鋼中板條馬氏體的量下降,片狀馬氏體的量上升.高碳鋼在正常溫度淬火時(shí),細(xì)小的奧氏體晶粒和碳化物都能使其獲得細(xì)針狀馬氏體組織,這種組織在光學(xué)顯微鏡下無(wú)法分辨稱為隱針馬氏體.2、（一）馬氏體的分解

從室溫到200℃左右范圍內(nèi)回火時(shí)，馬氏體中一部分過(guò)飽和的碳以及細(xì)小的ε-碳化物（FexC或Fe2.4C）形式析出，并分布在馬氏體基體上，使馬氏體中的含碳量下降，體心正方的正方度c/a減?。磭?guó)飽和程度降低），使馬氏體熱處理的脆性下降，硬度稍降。此時(shí)組織為過(guò)飽和程度稍低的馬氏體和極細(xì)小的ε-碳化物組成的混合組織，稱為“回火馬氏體組織”，M回。

ε-碳化物：是一非平衡相，使向Fe3C轉(zhuǎn)變的過(guò)渡相。

（二）殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變

約在200-300℃，馬氏體繼續(xù)分解的同時(shí)，殘余奧氏體也發(fā)生轉(zhuǎn)變，變成了下貝氏體組織。此時(shí)主要組織仍是回火馬氏體，但由于加熱溫度較高，馬氏體的過(guò)飽和程度進(jìn)一步降低，組織的硬度降低，塑性提高。由于殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橛捕容^高的下貝氏體，因此鋼的硬度下降不大。此時(shí)組織為“回火馬氏體+下貝氏體”

（三）滲碳體形成和鐵素體恢復(fù)

約在300-400℃之間，α固溶體中過(guò)飽和的熱處理碳逐漸析出，ε-碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的較小的Fe3C顆粒，α固溶體中的含碳量幾乎達(dá)到平衡成分，故馬氏體變成鐵素體（c/a≈1），體心正方晶格變成體心立方晶格，此時(shí)組織為“鐵素體與彌散在其中的細(xì)粒狀滲碳體的混合物”,稱為“回火屈氏體”，T回。

（四）滲碳體的聚集長(zhǎng)大和鐵素體的再結(jié)晶

約在400-650℃之間，滲碳體不斷聚集長(zhǎng)大，內(nèi)應(yīng)力與晶格歪扭完全消除，組織是由鐵素體和球化的滲碳體所組成的混合物，稱為“回火索氏體”，S回。此時(shí)，碳固溶強(qiáng)化作用消失，強(qiáng)度取決于Fe3C質(zhì)點(diǎn)的尺寸和彌散度。回火溫度越高，滲碳體質(zhì)點(diǎn)越大，彌散讀越低，強(qiáng)度越低。

3、一、過(guò)熱現(xiàn)象

我們知道熱處理過(guò)程中加熱過(guò)熱最易導(dǎo)致奧氏體晶粒的粗大，使零件的機(jī)械性能下降。

1.一般過(guò)熱：加熱溫度過(guò)高或在高溫下保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，引起奧氏體晶粒粗化稱為過(guò)熱。粗大的奧氏體晶粒會(huì)導(dǎo)致鋼的強(qiáng)韌性降低，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，增加淬火時(shí)的變形開(kāi)裂傾向。而導(dǎo)致過(guò)熱的原因是爐溫儀表失控或混料（常為不懂工藝發(fā)生的）。過(guò)熱組織可經(jīng)退火、正火或多次高溫回火后，在正常情況下重新奧氏化使晶粒細(xì)化。

2.斷口遺傳：有過(guò)熱組織的鋼材，重新加熱淬火后，雖能使奧氏體晶粒細(xì)化，但有時(shí)仍出現(xiàn)粗大顆粒狀斷口。產(chǎn)生斷口遺傳的理論爭(zhēng)議較多，一般認(rèn)為曾因加熱溫度過(guò)高而使MnS之類的雜物溶入奧氏體并富集于晶界面，而冷卻時(shí)這些夾雜物又會(huì)沿晶界面析出，受沖擊時(shí)易沿粗大奧氏體晶界斷裂。

3.粗大組織的遺傳：有粗大馬氏體、貝氏體、魏氏體組織的鋼件重新奧氏化時(shí)，以慢速加熱到常規(guī)的淬火溫度，甚至再低一些，其奧氏體晶粒仍然是粗大的，這種現(xiàn)象稱為組織遺傳性。要消除粗大組織的遺傳性，可采用中間退火或多次高溫回火處理。

二、過(guò)燒現(xiàn)象

加熱溫度過(guò)高，不僅引起奧氏體晶粒粗大，而且晶界局部出現(xiàn)氧化或熔化，導(dǎo)致晶界弱化，稱為過(guò)燒。鋼過(guò)燒后性能嚴(yán)重惡化，淬火時(shí)形成龜裂。過(guò)燒組織無(wú)法恢復(fù)，只能報(bào)廢。因此在工作中要避免過(guò)燒的發(fā)生。

三、脫碳和氧化

鋼在加熱時(shí)，表層的碳與介質(zhì)（或氣氛）中的氧、氫、二氧化碳及水蒸氣等發(fā)生反應(yīng)，降低了表層碳濃度稱為脫碳，脫碳鋼淬火后表面硬度、疲勞強(qiáng)度及耐磨性降低，而且表面形成殘余拉應(yīng)力易形成表面網(wǎng)狀裂紋。

加熱時(shí)，鋼表層的鐵及合金與元素與介質(zhì)（或氣氛）中的氧、二氧化碳、水蒸氣等發(fā)生反應(yīng)生成氧化物膜的現(xiàn)象稱為氧化。高溫（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度惡化，具有氧化膜的淬透性差的鋼件易出現(xiàn)淬火軟點(diǎn)。

為了防止氧化和減少脫碳的措施有：工件表面涂料，用不銹鋼箔包裝密封加熱、采用鹽浴爐加熱、采用保護(hù)氣氛加熱（如凈化后的惰性氣體、控制爐內(nèi)碳勢(shì)）、火焰燃燒爐（使?fàn)t氣呈還原性）

四、氫脆現(xiàn)象

高強(qiáng)度鋼在富氫氣氛中加熱時(shí)出現(xiàn)塑性和韌性降低的現(xiàn)象稱為氫脆。出現(xiàn)氫脆的工件通過(guò)除氫處理（如回火、時(shí)效等）也能消除氫脆，采用真空、低氫氣氛或惰性氣氛加熱可避免氫脆。

4、混合物的組分在濃度梯度的作用下由高濃度向低濃度的方向轉(zhuǎn)移的過(guò)程叫做傳質(zhì)。在含有兩種或兩種以上組分的流體內(nèi)部，如果有組分的濃度梯度存在，則每一種組分都有向其低濃度方向轉(zhuǎn)移，已減弱這種濃度不均勻的趨勢(shì)。

A傳質(zhì)方式及歷程，物質(zhì)首先從一相主體擴(kuò)散至兩相界面的該相一側(cè)，然后通過(guò)相界面進(jìn)入另一相，最后通過(guò)此相的界面向主體擴(kuò)散；傳質(zhì)過(guò)程的方向及極限，一定條件下，非平衡態(tài)的兩相體系進(jìn)行趨于平衡態(tài)的傳遞；兩相體系必存在著平衡關(guān)系，條件的改變可破壞原有的平衡態(tài)；傳質(zhì)過(guò)程推動(dòng)力和速率，平衡是傳質(zhì)過(guò)程的極限，組分在兩相分配偏離平衡狀態(tài)的程度為傳質(zhì)推動(dòng)力。

A、傳質(zhì)方式及歷程

? 物質(zhì)首先從一相主體擴(kuò)散至兩相界面的該相一側(cè)，然后通過(guò)相界面進(jìn)入另一相，最后通過(guò)此相的界面向主體擴(kuò)散。

B、傳質(zhì)過(guò)程的方向及極限

? 一定條件下，非平衡態(tài)的兩相體系進(jìn)行趨于平衡態(tài)的傳遞；兩相體系必存在著平衡關(guān)系。? 條件的改變可、B、傳質(zhì)過(guò)程推動(dòng)力和速率

?平衡是傳質(zhì)過(guò)程的極限，組分在兩相分配偏離平衡狀態(tài)的程度為傳質(zhì)推動(dòng)力。單位時(shí)間，單位相接觸面上傳遞的物質(zhì)的量，mol/(㎡.s).? 傳質(zhì)速率等于傳質(zhì)系數(shù)乘以傳質(zhì)推動(dòng)力。? 破壞原有的平衡態(tài)。

相變的類型可以從三個(gè)不同的角度（即按熱力學(xué)關(guān)系、按結(jié)構(gòu)變化和按動(dòng)力學(xué)關(guān)系）來(lái)進(jìn)行討論。

? 相變的熱力學(xué)規(guī)律是非常清楚的，在按熱力學(xué)關(guān)系討論相變問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)的吉布斯自由能起了熱力學(xué)勢(shì)的作用。一級(jí)相變的自由能的一階導(dǎo)數(shù)在相變點(diǎn)是不連續(xù)的，因而熵和體積的變化不連續(xù)，說(shuō)明它有相變潛熱。而二級(jí)相變中，熵和體積在相變點(diǎn)是連續(xù)的，而自由能的二階導(dǎo)數(shù)所確定的一些響應(yīng)函數(shù)，如比熱容、壓縮率和膨脹率則有不連續(xù)的變化。在自然界中觀察到的相變多數(shù)是一級(jí)相變，合金和金屬中的相變也是如此。

從晶體學(xué)的觀點(diǎn)，闡明母相與新相在晶體結(jié)構(gòu)上的差異，即按結(jié)構(gòu)變化對(duì)相變進(jìn)行分類，是對(duì)用熱力學(xué)關(guān)系進(jìn)行分類的一個(gè)重要補(bǔ)充。

結(jié)構(gòu)相變可以分重構(gòu)型、位移型和有序無(wú)序型三種基本類型。重構(gòu)型相變中，大量化學(xué)鍵被破壞，在重新組合后，新相和母相之間在晶體學(xué)上沒(méi)有明確的位向關(guān)系，而且原子的近鄰的拓?fù)潢P(guān)系也產(chǎn)生顯著的變化。這類相變經(jīng)歷了很高的勢(shì)壘，相變潛熱很大，過(guò)程緩慢。這類相變屬于強(qiáng)一級(jí)相變。當(dāng)然，液-固相變和氣-固相變也必然是重構(gòu)型的。另外，還有位移型相變，在相變前后原子的近鄰的拓?fù)潢P(guān)系仍保持不變，相變過(guò)程不涉及化學(xué)鍵的破壞，新相與母相之間存在明確的晶體學(xué)位向關(guān)系，它經(jīng)歷的勢(shì)壘很小，相變潛熱也很小甚至完全消失。因此位移型相變可能是二級(jí)相變或弱一級(jí)相變。還有一種位移相變，它以晶格切變?yōu)橹?，也可能涉及晶胞?nèi)原子的相對(duì)位移，這就是人們通常說(shuō)的馬氏體相變，也是強(qiáng)一級(jí)相變。有序-無(wú)序相變?cè)诮Y(jié)構(gòu)上往往涉及多組元固溶體中兩種或多種原子在晶格點(diǎn)陣上排列的有序化。這可以是二級(jí)相變或弱一級(jí)相變。

相變動(dòng)力學(xué)的任務(wù)在于具體地描述相變的微觀機(jī)制，轉(zhuǎn)變途徑，轉(zhuǎn)變速率及一些物理參量對(duì)它們的影響。由于在相變的進(jìn)程中，系統(tǒng)要經(jīng)歷一系列非平衡態(tài)，所以要依靠物理動(dòng)力學(xué)的理論和方法。