零讀雜談（熱處理七）

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停了很久都沒有繼續(xù)更新,，實(shí)在是對不起各位。之前忙忙碌碌的,，最近才剛算有了個(gè)頭,。總算是能稍微的清閑一點(diǎn)了,。呵呵,，繼續(xù)更新開始。

- n8 E# h( H2 P5 G讀書：《金屬材料及熱處理》　陸大纮　許晉堃　合編
: P3 h6 C0 C. q3 h  w) r$ B8 X　　　人民鐵道出版社
3 A( E. u+ H0 J0 N　　　雜談七

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鋼的冷卻組織變化

所謂鋼的熱處理,，多數(shù)時(shí)候就是將已由材質(zhì)再次加熱,，通過不同的冷卻控制得到期望組織的過程。因此,，掌握鋼在冷卻時(shí)的組織變化規(guī)律尤為重要,。
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鋼在冷卻中的組織情況其實(shí)我們已經(jīng)在之前的幾次雜談了分開說過了,。但是那些只是針對組織的學(xué)習(xí)和討論。而這里所測重的是如何通過控制冷卻過程得到預(yù)期的組織,。我個(gè)人希望能在一個(gè)篇幅內(nèi)說完,，如實(shí)在做不到，也只能分開了,。呵呵,。
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在講述冷卻變化之前，首先要引入和解釋一個(gè)重要的概念——過冷度,。過冷度,，是晶體物質(zhì)相變過程中的一個(gè)重要參數(shù)。那么什么是過冷度呢,？我們知道,，以水為代表的晶體類物質(zhì)，當(dāng)其溫度下降到某一個(gè)溫度時(shí),，就會開始結(jié)晶,，從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。這個(gè)溫度就是該物質(zhì)的理論結(jié)晶溫度或者叫平衡結(jié)晶溫度,。但在實(shí)際中,，我們經(jīng)常會遇見一些不符合理論的情況。物質(zhì)在低于理論溫度時(shí)仍繼續(xù)保持液態(tài)或者在低于理論結(jié)晶溫度后的某一溫度才開始結(jié)晶,，這種實(shí)際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度的現(xiàn)象稱為過冷現(xiàn)象,，而實(shí)際結(jié)晶溫度和理論結(jié)晶溫度的差值稱為過冷度。比如下圖的例子,。

過冷現(xiàn)象和過冷度在鋼的冷卻過程中起著非常關(guān)鍵的作用,。因?yàn)檫^冷度的不同，一方面影響轉(zhuǎn)變從開始到終了的時(shí)間,，另一方面也使得轉(zhuǎn)變后產(chǎn)生的組織與性能發(fā)生變化,。
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& N# V, Z( i4 h2 C- Y! l回到正題上。我們已共析鋼為代表研究鋼的奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變,。
* ]) c' F4 I) f4 T' J+ @7 y在研究奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變中,，為了能清楚地認(rèn)知整個(gè)轉(zhuǎn)變過程，人們采用等溫轉(zhuǎn)變記錄的方式,，對試驗(yàn)試樣進(jìn)行分段等溫轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn),，并記錄整個(gè)轉(zhuǎn)變的時(shí)間變化和最終組織和性能。通過將最終結(jié)果描繪在以溫度——時(shí)間為坐標(biāo)的圖面上,，并將轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)和終了點(diǎn)分別光滑的連接起來,，得到共析鋼奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線，俗稱“C曲線”,。在試驗(yàn)中,，人們發(fā)現(xiàn),，奧氏體轉(zhuǎn)變的時(shí)間從很短的1~2秒到非常長的數(shù)千秒都廣泛存在，因此我們看到的“C曲線”往往其時(shí)間坐標(biāo)是對數(shù)尺度,。下圖為一個(gè)典型的共析鋼等溫轉(zhuǎn)變曲線,。

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從C曲線中，我們可以總結(jié)出以下規(guī)律,。
4 B0 s1 k  C" `9 ^1,。不同的過冷度下，轉(zhuǎn)變速度大不相同,，最終產(chǎn)物也大不相同,。
2。過冷度越大,，終產(chǎn)物的硬度越高。
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4 b# H& s" ^) z: M! u& c) [$ \2 q一般來說,，我們根據(jù)冷卻轉(zhuǎn)變最終得到的產(chǎn)物不同,，粗略的將奧氏體等溫轉(zhuǎn)變分為三類。

1,。珠光體轉(zhuǎn)變——高溫轉(zhuǎn)變
9 m8 k5 W  s+ g這一類轉(zhuǎn)變是指等溫轉(zhuǎn)變溫度低于A1（727C,，上圖中因?yàn)槭抢辖滩膱D片，因此還是723度,。請各位以727度記憶,。）而高于C曲線轉(zhuǎn)折處（俗稱“鼻部”，約550C）的區(qū)間,。在這一轉(zhuǎn)變中,，轉(zhuǎn)變速度隨過冷度的增加而加快。其中,，以鼻部位置最快,，其孕育期（轉(zhuǎn)變開始前的時(shí)間，也就是上圖中開始轉(zhuǎn)變曲線（左側(cè)曲線）左側(cè)空白部分表示的時(shí)間）也最短,，約1秒,。而對于小過冷度位置，比如700C,，孕育期則可長達(dá)1000秒,。這里必須強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，孕育期是我們從事熱處理降溫時(shí)必須注意的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),，他決定了你所能選擇的不同冷卻方式和過冷度控制,。這個(gè)后面會詳細(xì)解釋。
關(guān)于珠光體,，這里不再多說,，請大家參考之前的章節(jié)中關(guān)于珠光體的介紹,。

2。貝氏體轉(zhuǎn)變——中溫轉(zhuǎn)變,。
( B0 ^- N' F5 N/ ^  |( U這一類轉(zhuǎn)變是指等溫轉(zhuǎn)變溫度從鼻部向下至MS線的部分,。這一轉(zhuǎn)變中，轉(zhuǎn)變速度隨過冷度的增加而減慢,。在不同的溫度下,，得到的貝氏體形態(tài)亦不相同，以400C為界,，分為上貝氏體和下貝氏體,。
關(guān)于貝氏體，請參考之前的章節(jié)中關(guān)于貝氏體的介紹,，這里不再重復(fù)敘述,。

3。馬氏體轉(zhuǎn)變——低溫轉(zhuǎn)變,。
當(dāng)奧氏體過冷度極大,，急速冷卻至240C以下時(shí)，會發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變,。馬氏體的轉(zhuǎn)變是非擴(kuò)散性的,，因此轉(zhuǎn)變速度極快，這也是我們后面熱處理中對于冷卻手段選擇的一個(gè)重要依據(jù),。
關(guān)于馬氏體,，這里也不過多介紹，請參考之前章節(jié)中關(guān)于馬氏體的介紹,。
) ?/ U8 T' Z+ S6 N0 r, k% D8 b這里只說一個(gè)方面,。馬氏體硬度很高，其硬度隨含碳量的增高而升高,。含碳0.2%的鋼,，其馬氏體硬度約為HRC37；0.5%時(shí),，硬度為HRC60,；T8鋼的硬度達(dá)到HRC62~65。而當(dāng)含碳量超過0.8%的過共析鋼十,，由于參與奧氏體的增多,，硬度有所下降，但馬氏體本身的硬度依舊繼續(xù)升高,。具體參考下圖,。

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- u, D; b4 Q8 n4 Y篇幅原因，這次就說到這。關(guān)于C曲線的變動和C曲線的應(yīng)用,，將會放到雜談八中敘述,。應(yīng)該會是明天更新。感謝大家,，歡迎討論,。

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7 L) S7 B8 D+ h補(bǔ)充內(nèi)容 (2015-11-23 23:30):
! \' R# Y/ [; S1 E' Y/ F9 N" F7 H錯誤訂正。在馬氏體低溫轉(zhuǎn)變一段內(nèi),。原文中“由于參與奧氏體的增多”,，屬于輸入錯誤，應(yīng)該為“殘余奧氏體的增多”,。感謝后面大俠的指出,。

zerowing

插一句：之前有帖子說45#鋼的淬火硬度只有37，讓我非常的不解,。以0.45%的含碳量，作水淬,，45鋼硬度至少在HRC55左右了,。很納悶?zāi)莻�(gè)37的淬火是做得什么！

zms9439

挺好,，再學(xué)習(xí)一邊

召喚師170

我以為不會更新了,，斷了很久了，剛好我也看到這里,，比這個(gè)進(jìn)度稍微快一點(diǎn),。大學(xué)教材五十幾頁的熱處理，以前反反復(fù)復(fù)看了好幾遍,，也沒搞懂,，這段時(shí)間結(jié)合帖子加上網(wǎng)上搜索，比以前明朗多了,，但是感覺還是不太會用,，希望全篇結(jié)束的時(shí)候可以，針對那幾把火,，結(jié)合相圖和C圖給我們講解一下具體運(yùn)用,。

xudingjia820

我也來學(xué)習(xí)的,！

水水5

我也補(bǔ)充一點(diǎn),，不知道對不對：
自然爐冷獲得的共析鋼組織為珠光體。熱處理是“再次加熱”然后冷卻,，這點(diǎn)樓主已經(jīng)提過了,。
再次加熱到多少溫度合適呢？我理解再次加熱的目的應(yīng)該是為了獲得奧氏體,。照理說加熱到727就應(yīng)該發(fā)生珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變,。
和過冷度類似，這里是不是也有個(gè)“過熱度”,？一般是加熱到相變溫度以上多少呢,？這個(gè)這本書上說了一大堆，我也看的稀里糊涂的,。
  b2 v$ D7 b- t% j( p我覺得弄懂這一點(diǎn),，對小作坊的熱處理很有指導(dǎo)意義。小作坊的熱處理一般都是火焰加熱然后水冷,，工件轉(zhuǎn),，于是連續(xù)熱處理。

alm1234560

說得很好，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí),！

我要學(xué)機(jī)械oyeah

感謝作者的文章,，回憶起材料的一些概念，現(xiàn)在要用才發(fā)現(xiàn)很多不懂,。不知作者對退磁是否有類似的學(xué)習(xí)性短篇,，最近有用到這個(gè)工藝。

aysuio

這才是正經(jīng)帖子,，原來已有七個(gè)章節(jié)，果斷收藏了,，慢慢讀,，小子還是小白

kuailin

熱處理的1-6在哪啊,？為什么大俠的廣播只有7-9,？