钢的热处理原理

HEATS

　　一、钢加热时的A化过程

4 u5 ? M/ _! ? ) ?' {' ?+ x' E

　　1.共析钢P在加热温度大余等于Ac1时，转化为A.

2 H1 u9 C% d$ r j7 U. B q

　　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

' B# `; p7 d; T1 M7 E. w

　　①A形核,成核位置通常在F和Fe3C两相界面上。

2 L# Z! r4 z' n. q

　　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。

. m0 O c8 k# i" C1 K% J2 g

　　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

8 b& V5 O1 y A0 {& C) u. z : e4 l: t& o, k8 A3 ]! @" x& v2 m' R2 ?

　　1.A化后晶粒长大

/ S. z7 ]% L7 o$ V' 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

　　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。

1 A9 C/ }, o# q

　　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。

　　3.影响A长大因素:

. ^4 q/ Z* m# x- K8 n M6 v

　　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。

! `- e5 C. b5 O& B9 @

　　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 J0 D# K c9 _" ]7 l- Y 8 n7 G' o' Z. A

　　b.合金元素

3 q/ z1 ~7 o* c# K5 R2 M/ A ; S1 A; y! p8 N3 G- b4 L

　　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。

; m% \( j1 F# L% }+ _% I4 g$ |( s 6 W: s, G+ j" d/ T) D/ d. Q3 w! p

　　c.优质结构钢、碳素工具钢、A晶粒不易长大

2 @" [9 p7 |5 ^9 A( U1 D

　　②外因：加热条件

. C+ }8 K6 l$ _. P8 X- a; H- h

　　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。

, a, \- f* S; y- K7 Q

　　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】