[全]金属学与热处理第二版 复习总结.docx

金属学与热处理第二版复习总结此文档只总结了部分重要概念与影响因素（不包含第八章、第十二章、第十三章）另外,第十章、十一章的热处理的具体工艺也是重点,此文档没有涉及。概念金属最外层的电子数很少，一般为12个，不超过3个。金属键0原子共用自由电子形成0无饱和性和方向性。金属晶体原子排列密度高，能变形，导电，导热。金属原子特点0外层电子少，易失去0有自由电子0金属离子与自由电子形成键。0金属键无方向性0有良好的塑性晶体：各向异性是晶体区别于非晶体的一个重要标志柏氏矢量的意义及特征0反映位错的点阵畸变总量0反映晶体的滑移量及方向0与位错线有确定的位置关系0具有守恒性相界共格界面、半共格界面.非共格界面三类。共格界面界面能最低0界面处晶体缺陷集中，原子能量高0界面是氧化、腐蚀的优先发生地0界面是固态相变的有效形核位置0界面原子的犷散速度远高于晶内0存在内吸附现象。异类原子可降低界面能时，会向界面偏聚0界面阻碍位错运动，组织越细小，强度硬度越高0界面能越大，界面迁移速度越大；晶粒长大可以降低界面能。固溶体结晶的特点(1)异分结晶：固相成分与液相成分不同，晶体与母相成分不同称为异分结晶(选择结晶)。(2)固溶体结晶需要在一定的温度范围：每一温度下，结晶出一定数量的固相。温度的降低，固相的数量增加成分分别沿着固相线和液相线变化非平衡凝固总结：(1)固相平均成分线和液相平均成分线偏离固相线与液相线。冷却速度越快，偏离越严重(2)固溶体成分不均匀。先结晶部分总是富高熔点组元，后结晶的部分富低熔点组元。区域偏析、晶内偏析、枝晶偏析(3)结晶温度。凝固终结温度低于平衡凝固时的终结温度。伪共晶靠近共晶点附近合金得到全部共晶组织离异共晶共晶组织没有显示出共晶的特征不平衡共晶一在不该出现共晶的合金里出现共晶组织李生变形的特点(1)切应力作用下发生，临界切应力远大于滑移时。(2)是一种均匀切变。(3)李晶有对称关系。在一定范围内改变了晶体的取向。多晶体塑性变形的特点0各晶粒变形不同时性0晶粒间.晶粒内变形的不均匀性0相邻晶粒变形的协调性0配位数：一个原子周围最近邻并且等距离的原子的个数。致密度晶胞中原子所占的体积一种材料具有几种不同晶体结构的性质称多晶型性晶体缺陷是指晶体结构中偏离完整晶格排列的微观区域。0液态金属的结构0不是完全无序的0不断有近程有序的原子集团（晶胚）出现0这种结构时而形成，时而散开，称为结构起伏0液相的结构起伏提供了各种尺寸的有序原子集团，成为结晶时核胚的来源。结构条件0等温等压条件下化学反应自发进行的条件是体系的自由能降低。热力学在数值上，临界形核功等于形成的新相临界晶核界面能的1/3抵消形成临界晶核时所增加的能量的是液相的能量起伏。这是均匀形核的能量条件0结构条件0要求原子排列接近晶体0可由液相结构起伏满足0热力学条件0要求结晶过程体系自由能降低0可由液相具有的过冷度满足0能量条件0要求能克服体系增加的临界形核功0可由液相中的能量起伏满足0形核时能量变化包含体积自由能的降低和新相界面能的增加0形核时需要满足结构、热力学.能量三方面条件0临界形核功等于新相界面能的1/30过冷度显著影响均匀形核，金属材料的形核率随过冷度增大而增大。0有效形核需要的过冷度较大非均匀形核：实际金属结晶时依附于液相中的外来固体表面形核的方式均质和异质形核具有相同的临界晶核半径0长大过冷度0动态过冷度(ATk):晶核长大需要的界面附近的过冷度。0粗糙界面与光滑界面的动态过冷度不同。0粗糙界面的晶核长大机制垂直长大机制0光滑界面的晶核长大机制a.二维晶核长大b.螺型位错长大机制表层细晶区形成原因：(1)过冷度AT大。晶粒细小，组织致密，机械性能好薄，无实用意义柱状晶区形成原因：(1)细晶区形成后，模壁温度升高，结晶前沿过冷度AT较低，不易形成新的晶核；(2)细晶区中某些取向有利的晶粒可以显著长大；(3)晶体沿垂直于模壁(散热最快)相反方向择优生长成柱状晶。特点：组织粗大而致密；为“铸造织构铸造织构：铸造过程中形成的一种晶体学位向一致的铸态组织。又称“结晶织构中心等轴粗晶区形成原因：(1)液体温度全部降到结晶温度以下，可同时形核。(2)未熔杂质、冲断的枝晶分枝可作为非均匀形核的核心。(3)散热失去了方向性，各方向长大速度相差不大。一一长成等轴晶。由于过冷度AT不大，晶粒较粗大。固溶体B组元的原子完全溶入固相的A组元，并保持A的晶体结构所形成的合金相。A,B分别称为溶剂组元与溶质组元。间隙固溶体原子半径很小的溶质原子溶入到溶剂中时，填入到溶剂晶格的间隙中间相金属化合物概念：溶质含量超过溶解度极限时出现的具有全新晶体结构的新相。键性：主要金属键，兼有离子键.共价键。种类：正常价化合物：符合化合物原子价规律，具有严格的化合比，成分固定不变。结构与相应分子式的离子化合物晶体结构相同电子化合物：按一定价电子浓度的比值组成一定晶格类型的化合物。电子化合物的熔点和硬度都很高，而塑性较差。间隙相：当非金属原子半径与金属原子半径的比值小于0.59时，将形成具有简单晶体结构的金属间化合物间隙化合物:当非金属原子半径与金属原子半径的比值大于059时，形成复杂晶体结构的金属间化合物，与间隙相相比，间隙化合物的熔点和硬度及化学稳定性都要低一些。二元相图几何规律L相区接触法则一相邻相区相数差一2 .二元相图中的水平线三相平衡,与三个单相区,三个两相区接触。3 .二元相图最大相数为34 .两条水平线涉及的相有两个相同时，两条水平线之间是由这两个相组成的两相区5 .相界线的走向两相区与单相区分界线与三相水平线相交时，其延长线应进入另一个两相区而不是单相区结晶时从液相结晶出单相固溶体，这种结晶过程称为匀晶转变平衡凝固的概念：0凝固进行到任何温度都能够达到平衡0意味着：指定的温度与压力下，各相间达到平衡时，组元在每一相中的浓度不随时间而改变（即各相成分不变）。0是在极其缓慢的冷速下实现的。成分过冷平衡结晶温度随液相浓度的增加而降低由界面前沿液相中的成分差别引起平衡结晶温度与实际温度之差同素异构转变0物质在固态下晶体结构随温度变化而变化的现象称同素异构转变（或重结晶），属于相变之一（固态相变）根据钢中氧含量和凝固时放出CO的程度，钢锭分为镇静钢，沸腾钢和半镇静钢滑移系0滑移面与该面上一个滑移方向的组合临界分切应力是一材料的常数位错运动晶体滑移的主要方式0特点：所需切应力小0原因：仅需少量原子的弹性偏移位错交割与塞积0是形变强化现象的源头0与位错运动受阻有关割阶、扭折、平面塞积群固溶强化现象：由于溶质原子的存在及其固溶度的增加，导致基体金属的变形抗力提高。2.李生0一种特殊的塑性变形0晶体中有限宽度的部分产生一个均匀切变0切变得到李晶0李生不改变晶体结构，但改变有限区域内的晶体位向细晶强化（晶界强化）室温下多晶体的强度随其晶粒（亚晶粒）细化而提高。回复.再结晶、晶粒长大是形变金属退火时经历的基本过程回复0指经过冷变形的金属在退火加热的过程中，于再结晶过程开始之前、仍保留着变形态组织特点的阶段。0回复的驱动力是储存能0回复阶段储能部分释放。0不同温度，回复机制有差异2.回复机理a.低温回复点缺陷的迁移一一点缺陷密度降低b.中温回复位错在滑移面上运动位错密度有所降低，缠结位错重新排列c.高温回复位错滑移.攀移多边化及多边形亚晶形成，亚晶粒尺寸增大回复退火的应用工业应用：去应力退火效果：保留加工硬化，降低应力，防止应力腐蚀开裂再结晶：指经过冷变形的金属退火过程中，于变形的基体中重新生成无畸变的等轴状的新晶粒的过程。再结晶的特点0再结晶的驱动力是储存能0再结晶阶段剩余储能全部释放0加工硬化消除0是形核与长大的过程，不改变晶体结构再结晶的应用0消除加工硬化0再结晶退火中间退火核心问题：变形严重的区域位错密度高，而形成无缺陷的微区可以迅速降低能量。该微区可成为再结晶晶核的孕育地。形核机理1 1).晶界弓出形核(2)亚晶长大形核：亚晶移动机制，亚晶合并机制2 .再结晶晶核长大长大驱动力为新晶粒与旧晶粒之间的应变能差。临界变形度：在能引起再结晶的最小变形度附近变形后，再结晶后的晶粒特别粗大，称为临界变形度”。一般为2-10%o晶粒长大0晶粒长大指再结晶结束后，细小的等轴晶通过晶粒相互吞并导致的长大的过程。晶粒异常长大二次再结晶指当正常晶粒长大过程被分散相微粒.织构或表面热蚀沟等因素强烈阻碍时，局部位置此类因素的缺少或消失而造成的突发性的晶粒快速长大的现象。再结晶退火的应用0效果：消除加工硬化；去除应力0应用：软化变形金属的中间退火0温度：最低再结晶温度以上100-200oC热加工软化：L动态回复高层错能金属0随着变形进行，硬化速度降低，直到实现在一个稳定应力下变形。变形金属内有异号位错的互毁和位错的重新分布。晶粒变形而亚晶粒为等轴状2.动态再结晶低层错能金属0随着变形进行，硬化速度降低，软化，逐渐实现在一个稳定应力下变形。变形金属内发生再结晶，变形抗力小晶粒变为等轴状热处理与钢中固态相变0固态相变是热处理强化的前提完全奥氏体化的温度为Ac3,Accm以上过冷奥氏体临界点以下存在的不稳定的奥氏体共析钢的CCT曲线0只有珠光体转变区无贝氏体转变区抗回火性又称回火稳定性。指淬火马氏体回火各阶段转变迟滞，能在较高温度依然保持较高的强度与硬度的性质。二次硬化指在一定温度回火后由于析出特殊碳化物导致的硬度再次增加的性质。合金钢回火的二次硬化(500-600oC)退火：将金属与合金加热到适当的温度，保持一定时间，缓慢冷却以达到接近平衡状态组织的热处理工艺。完全退火将钢件加热到Ac3以上20-30oC,完全奥氏体化后，缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。作用：细化晶粒，均匀组织，降低硬度，消除内应力，改善切削加工性不完全退火将钢加热到AclAc3或Acl-Accm之间保温后缓慢冷却，以获得接近于平衡态组织的热处理工艺。球化退火球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。Acl+(20-30)oCo目的：降低硬度，改善切削性，为淬火做准备均匀化退火(扩散退火)将工件加热到略低于固相线温度长时间保温后缓慢冷却，以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。加热温度：Ac3(Accm)+150-300oC保温时间：1015h均匀化退火后需用完全退火或正火纠正粗大组织去应力退火与再结晶退火0去应力退火：为去除由于形变加工锻造、焊接等引起的工件内存在的残余应力而进行的退火。Acl以下，以500650。C加热居多，退火后应缓冷0再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保持适当时间，使变形晶粒重新变为均匀等轴晶粒.消除加工硬化的热处理工艺。可用作合金与钢件的中间退火，也可作为冷变形成品的最终热处理使用钢材再结晶：650700。C加热，保温l-3h空冷正火：将钢加热到Ac3(Accm)以上适当温度，保温后在空气中冷却以得到珠光体类组织的热处理工艺。与完全退火相比：正火组织中P更多、更细小。正火后强度硬度更高Ac3(Accm)+30-50oC合金钢Ac3+100-150oC保温：透烧冷却：空冷.风冷.雾冷正火的应用(1)消除热加工缺陷(粗大晶粒.带状组织.魏氏组织)(2)改善低碳钢的切削加工性(3)消除过共析钢的网状碳化物(4)提高普通结构零件的机械性能退火、正火工艺的选用首先考虑硬度的要求满足硬度要求后再考虑工艺的经济性的问题低碳钢，C%<0.25%f正火中碳钢，025%vC%v0.5%,正火高碳钢，0.5%<C%<0.75%,完全退火过共析钢，C%>0.75%f球化退火消除过共析钢组织中二次渗碳体，正火一般结构件的最终热处理，正火钢的淬火淬火是指将钢加热到Acl或Ac3之上，保温一定时间后以大于临界冷却速度的冷却方法冷却，以获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。亚共析钢：Ac3以上3050°C过共析钢：Acl以上3050°C低合金钢：通常Ac3(Acl)以上50IOOoC高合金钢：考虑合金元素加入的作用温度更高0部分奥氏体化0得至UA+颗粒状Fe3C淬透性的含义指钢淬火时获得马氏体的能力。回火：将淬火钢在Al以下某一温度加热保温后冷却到室温，获得稳定回火组织的热处理工艺。稳定组织、尺寸、性能消除或降低淬火应力.降低脆性获得适当的力学性能的配合回火的种类与应用0低温回火(150250°C)回火马氏体强硬耐磨，工具.刃具.齿轮.滚动轴承0中温回火(350500°C)回火托氏体弹性极限高，弹性元件.锻模0高温回火(50065(FC)(调质=淬火+高温回火)回火索氏体综合力学性能优秀，曲轴、连杆、主轴1.钢的分类用途：结构钢.工具钢特殊性能钢冶炼质量：普通钢优质钢、高级优质钢脱氧程度：镇静钢.沸腾钢调质钢经过调质处理（淬火+高温回火）强化后使用的钢中碳0.250.45%保证强韧性0合金元素0CrfMn,SifNi,B提高淬透性，提高强度0WfMofV,Ti细化晶粒，减轻回火脆性调质钢的热处理45钢制造普通车床主轴，工艺路线为锻造预备热处理一机加工最终热处理装配典型预备热处理与最终热处理工艺组合：正火或退火。调质正火或退火。调质+表面淬火+低温回火预备热处理0改善组织，便于切削加工0正火或完全退火Ac30正火+高温回火针对淬透性非常好的材料，获得回火索氏体，便于切削加工最终热处理调质处理获得回火索氏体组织保证综合力学性能优秀热处理工艺Ac3+305（FC加热保温，油淬（合金钢）500-650。C回火，油冷（合金钢）弹簧钢的成分中高碳060.9%（碳素钢）0.5-0.6%（合金钢）合金兀素SifMn提高淬透性.强度.回火抗力CrfV,W提高淬透性.回火稳定性，细化晶粒i.热成形弹簧热轧钢丝钢板制造：下料热轧或热卷成型热处理喷丸-装配淬火+中温回火（450550°C）,T回加热时应防止氧化脱碳喷丸：形成表面残余压应力，提高疲劳强度ii.冷成形弹簧小截面弹簧可以直接冷卷成形0原料是未强化态的（如退火钢丝）0冷成形后需进行淬火+中温回火处理0原料是强化态的0冷成形后需进行回火：250-300oC滚动轴承钢Cr<1.65w%提高淬透性，形成合金渗碳体滚动轴承的加工处理0普通滚动轴承的加工工艺路线锻造球化退火机加工不完全淬火+低温回火一精磨+低温回火装配。精磨后的低温回火目的是消除磨削应力，12O15O°C,35h0精密轴承的工艺可改进为不完全淬火+冷处理使Ar充分转变精磨+稳定化处理120150°C,510h工具钢。高碳保证硬度与耐磨性0.65L35%0合金元素CrfW,MofV提高硬度与淬透性0红硬性0热处理特点球化退火淬火（+冷处理）+回火碳素工具钢的热处理。球化退火0不完全淬火+低温回火高速钢i.化学成分0高碳0.71.5%0高合金W.Mo、Cr.V等0形成碳化物:VC,W2C,Mo2C0产生二次硬化，提高红硬性0提高淬透性ii.一般加工工艺路线0下料反复锻造球化退火一机加工不完全淬火十多次回火反复锻造打碎粗大共晶碳化物，使其均匀分布影响点缺陷对性能的影响晶格畸变与缺陷强化电阻率升高加速扩散，影响相变增加过冷度可以：增加结晶驱动力，降低均匀形核要求的结构起伏与能量起伏。故：在一定范围内增加过冷度有利于均匀形核接触角对形核的影响=O,完全润湿，不需形核功=,非均匀晶核为球体，为均匀形核固体杂质表面形状对形核的影响非均匀形核的形核率过热度的影响其它因素搅拌等物理因素影响结晶后晶体形态的因素0液固界面形态0界面的生长方式0结晶界面前沿液相的温度分布晶粒大小的控制在常温下，晶粒越细小，强度和硬度则越高，同时塑性韧性也越好。控制过冷度提高过冷度变质处理加入外来难熔杂质增加形核率或阻碍晶核生长，细化晶粒组织。振动、搅动打碎树枝晶，增加小晶核输入振动能，克服形核功电磁振动、搅拌，超生振动搅拌等促进柱状晶生长的方法总体：(1)加大液相沿垂直铸锭模壁方向的散热能力促进散热的方向性(2)降低液相内部非均匀形核的可能性具体：(1)提高铸锭模的冷却能力原因：若铸模冷却能力很大，反而促进等轴晶的发展(增加形核率)。(2)提高铸模中心区温度，大温度梯度具体：提高浇注温度与浇注速度。(3)提高熔化温度，减少非均匀形核数目影响晶粒大小的可能因素0冷却速度形核率增加，晶粒细小0变质处理形核数目增加，晶粒细小0加热温度熔化非自发形核的夹杂，形核率降低0振动等细晶晶区分布因素0冷却速度冷却速度大，柱状晶0液体金属的过热增大温度梯度.液体中部不易形核，柱状晶0外来夹杂或变质剂等轴晶影响置换固溶体固溶度的因素0D晶体结构因素相同时易实现无限互溶02）原子尺寸因素RRa<14%-15%,易大量固溶03）电负性因素接近时易大量固溶04）电子浓度因素受极限电子浓度制约，价越高的溶质其溶解度越小连续固溶体的必要条件含碳量对力学性能的影响亚共析钢随含碳量增加，P量增加，钢的强度、硬度升高，塑性.韧性下降. >1.0%CfFe3cn为晶界连续网状，强度下降，但硬度仍上升。 >2.11%Cf组织中有以Fe3C为基的Ld',合金硬而脆，难易切削加工.钢中的杂质元素LMn:是有益元素：脱氧、脱硫(把FeO还原，生成MnS)消除硫的有害作用。强化铁素体(置换固溶体(FefMn)3C2、Si:是有益元素:强化铁素体；增加钢液流动性。3、S:是有害元素：常以FeS形式存在。易与Fe在晶界上形成低熔点共晶(985P),热加工时(11501200。C),由于其熔化而导致开裂，称热脆性.4、P:是有害元素能全部溶入铁素体中,使钢在常温下硬度提高,塑性韧性急剧下降，使钢的脆性温度升高，钢变脆，冷脆性。使钢的焊接性变差。5、气体元素N:室温下N在铁素体中溶解度很低，钢中过饱和N在常温放置过程中以FeN.Fe4N形式析出使钢变脆，称时效脆化.加Ti.V.Al等元素可使N固定，消除时效倾向。O:氧在钢中以氧化物的形式存在，其与基体结合力弱，不易变形，易成为疲劳裂纹源.H:常温下氢在钢中的溶解度也很低。当氢在钢中以原子态溶解时，降低韧性，引起氢脆。晶粒大小对塑性变形的影响0同种材料多晶体强度高于单晶体强度0平均晶粒越细小，多晶体强度越高细晶强化的效果与机理晶粒越细小，屈服强度、硬度越高，塑性与韧性越好0机理：0位错塞积应力集中程度小，开动相邻晶粒的位错需要更高的外应力0变形不均匀程度小晶粒间、晶内与晶界处因变形不均匀导致的应力集中减轻，材料不易断裂，变形能力高0单位体积晶界面积大裂纹扩展阻力大，韧性好单相合金强化机制固溶强化固溶强化的原因：主要同溶质原子在溶剂晶格中的点阵畸变与应力场的作用有关，使位错运动的阻力增加。影响固溶强化的因素与溶质原子的浓度、原子尺寸、在晶格中占据的位置、电子浓度等有关。多相合金的塑性变形0各相的性能.形态.分布、大小影响合金变形两相均有一定塑性合金的变形能力取决于两相的体积分数，视为两相性能的混合。塑性相+硬脆相合金变形能力取决于硬脆相的形态.大小、分布.数量。片状塑性相+片状脆性相减小片层尺寸，减小位错塞积，可使强度与塑性均提高等轴状塑性相+颗粒状脆性相按脆性相性质可分为不可变形第二相、可变形第二相，强化机制不同脆性第二相不可变形时0不可变形粒子（间距入）对位错运动的阻碍作用粒子间距越小，变形抗力越大受阻弯曲绕过位错环反作用弥散强化脆性第二相可变形时0可变形微粒对位错运动的阻碍作用颗粒尺寸小，与基体有共格或半共格界面，位错将切过粒子使之随同基体一起变形。沉淀强化塑性变形对金属组织与性能的影响1 .显微组织与亚结构的变化组织：晶粒沿着变形方向伸长或压扁，变形量很大时形成纤维组织。亚结构细化：随变形量增大，位错胞变多.变小，并逐渐成为细长的变形胞。位错密度提高，相互缠结在晶粒内形成胞状亚结构；2 .形变织构是指随塑性变形进行，各个晶粒在空间取向上逐渐趋于一致的组织状态。3 .性能的变化a.力学性能加工硬化强度（硬度）显著提高，而塑性韧性下降。b.其他性能的变化电阻率增高，电阻温度系数下降；磁导率下降，热导率降低，磁滞损耗及矫顽力增大。扩散过程加速，化学活性熠大，腐蚀速度加快。4 .残余应力变形功一部分转变为储存能，以各类残余应力的形式表现（1）宏观残余应力（第一类内应力）：由宏观变形不均匀性引起的，易导致工件变形（2）微观残余应力（第二类内应力）由晶粒或亚晶粒之间的变形不均匀性引起，易导致工件开裂。（3）点阵畸变（第三类内应力）：由点阵缺陷（如空位.间隙原子、位错等）引起的，引起晶体的强化并使之处于热力学不稳定状态。退火温度和时间对回复过程的影响0一定温度下回复时间越长，回复程度越大，但逐渐趋于极限值0回复温度越高，回复软化程度越大，且达到极限程度的时间越短。影响再结晶温度的因素0(1)变形程度增加冷塑性变形的程度可以降低再结晶温度。(2)微量溶质原子0溶质原子会阻碍位错运动和晶界的迁移，提高再结晶温度。(3)原始晶粒尺寸原始组织细小，变形产生的储存能更大，降低再结晶温度。变形后的晶粒越细小，再结晶速度越快。(4)分散相(第二相)粒子0可促进或阻碍基体金属的再结晶，取决于粒子的尺寸及间距。0细小弥散的第二相粒子一般阻碍亚晶界的迁移，故阻碍再结晶。(5).再结晶退火工艺参数加热速度、加热温度与保温时间退火温度愈高，再结晶速度愈快极慢的加热产生了大量的回复，再结晶温度上升。极快的加热，也会引起再结晶温度上升(一定范围)延长保温时间，也会降低再结晶温度再结晶晶粒大小的控制0受到变形度、退火温度、成分等的影响(1)变形度影响(2)退火温度的影响提高退火温度:临界变形度减小再结晶后晶粒粗大影响晶粒长大的因素通过影响晶界迁移而作用0(1)温度0温度越高，长大越快0一定温度下有一个极限尺寸(2)杂质与合金元素杂质元素与微量溶质原子与晶界产生交互作用，阻碍晶界迁移。微量杂质元素含量越高，晶界迁移越慢(3)第二相(分散相)质点阻碍晶界移动，降低晶粒长大速度分散相粒子的尺寸越小，再结晶的极限平均晶粒尺寸越小。(4)晶粒间位向差0位向差大者，晶界迁移快，晶粒易长大0位向差小者，晶界迁移慢，晶粒难长大0有织构的组织晶粒难以长大热加工对组织与性能的影响0改善铸态组织缺陷0焊合气孔、疏松，致密化0细化铸态组织0改善夹杂物与脆性相的形态、大小与分布0部分消除偏析0形成热加工流线(纤维组织)、带状组织影响奥氏体形成速度的因素(1)加热温度.保温时间0加热转变存在孕育期0等温处理温度越高，奥氏体形成越快0连续加热加快奥氏体转变，使转变温度移向高温(2)原始组织影响0原始组织越细小，相界面积越大，奥氏体形成越快(3)化学成分影响0碳0增加相界面积，增大C在奥氏体中扩散系数0合金元素0改变临界点0影响碳扩散系数0成分均匀化需要更长时间奥氏体晶粒大小的控制0i.加热温度与保温时间0每一温度下延长时间，晶粒长大可达极限值0提高温度，晶粒长大速度加快，最终晶粒越粗大ii.加热速度快速加热可增大过热度，细化起始晶粒。应用：快速加热结合短时保温可得细小晶粒iii.钢的化学成分0钢中含碳量含碳量增加，奥氏体长大倾向增大但晶界出现过剩碳化物会阻碍奥氏体晶粒长大0合金元素作用可形成化合物（未溶）的元素阻碍奥氏体晶粒长大Ti,Zr,Nb,V,Al强烈阻碍（细小晶粒）W,M。，Cr阻碍（细小晶粒）Si,Ni,Cu不形成化合物，阻碍作用不明显Mn,P,N,一定量的C,过量Al使奥氏体晶粒粗化iv.原始组织原始组织越细小，碳化物分散度越大，奥氏体起始晶粒越细小，越容易长大0v.冶炼方法镇静钢奥氏体晶粒细小Si,Al脱氧沸腾钢奥氏体晶粒粗大Mn脱氧影响过冷奥氏体等温转变的因素影响C曲线的形状和位置（1）奥氏体成分0含碳量改变过冷奥氏体的稳定性与Ms点先共析相的析出促进过冷奥氏体等温转变为P共析碳钢的过冷奥氏体最稳定0合金元素溶入A中后，可改变过冷奥氏体的稳定性0除AliCo外，均增加过冷奥氏体的稳定性,使C曲线右移，Ms点下降ONifSiXufMn只右移C曲线，不改变其形状0Cr,Mo,WrVfTi等右移C曲线的同时，分离P与B转变区，改变C曲线的形状(2)奥氏体状态的影响0奥氏体的组织与成分越均匀，过冷奥氏体越稳定，等温转变的孕育期越长0奥氏体晶粒细小.含有未溶第二相等均促进过冷奥氏体的转变(3)应力与塑性变形的影响(*)0拉应力促进过冷奥氏体转变，左移C曲线0塑性变形促进过冷奥氏体转变，左移C曲线等温冷却:0P,珠光体Al-650oC0S,索氏体650-600oC0T,托氏体600-550oC片状珠光体的力学性能0取决于SO0减小SO,片状P强度与硬度提高，塑韧性提高0等温转变温度越低，珠光体的强度硬度越高0减小A晶粒不影响SO,可细化P晶团，强化组织影响马氏体形态的因素成分通过形成温度影响马氏体形态：板条：Wc%<0.2%片状：Wc%>1.0%随A中含碳量增加，Ms及Mf降低，片状马氏体数量增加，A'%增加马氏体高强度高硬度多种强化效应的叠加：固溶强化相变强化时效强化界面强化马氏体力学性能的总结：0碳含量决定马氏体的强度、硬度亚结构决定马氏体的韧性位错马氏体（板条马氏体）：强度高.韧性好一强且韧李晶马氏体（片状马氏体）：强度高.韧性差一硬而脆贝氏体铁素体长大时伴随碳原子的扩散；过冷度小时，长大速度受碳原子在奥氏体中扩散速度控制;过冷度大时，长大速度受碳原子在铁素体中扩散速度控制无碳化物B:600-550oC过冷度小，F形核少，F条较粗；碳原子自相界面充分向A扩散上B:550-350oC过冷度大，F形核增多，F条变细；碳原子自F内充分向相界面扩散、富集、析出世化物下B:350oC-Ms过冷度更大，F在晶界与晶内形核，片细小；碳原子只能在F内特定晶面偏聚，析出碳化物贝氏体的力学性能。概述0B的强度与硬度B形成温度降低，其强硬度提高B强度受F晶粒大小d与碳化物数量n影响。弥散分布的碳化物与细小的F晶粒导致B强度增大。取决于贝氏体的形态0±Bf两相组织粗大，强度低、脆性大。下B,碳化物弥散程度高，F晶粒细小，强度高、韧脆转变温度较低塑性和韧性（1）塑性随回火温度提高，塑性提高（2）韧性韧性不是随回火温度提高而单调增大。在250-400。C与450650。C范围韧性下降的现象，称回火脆性。第一类回火脆性250-400oCo第二类回火脆性450-650oC回火M:具有一定过饱和度的相及与其共格联系的片状碳化物组成的混合物，100-300摄氏度。M（回）比M脆性小，强度硬度基本相同回火T:（X相与细粒状渗碳体（Fe3C）组成的混合物组织，300-500摄氏度除形态不同外，同样抗拉强度下T（回）的塑性韧性更高；T（回）的弹性极限最高回火S:经过回复或再结晶的CX相和颗粒状渗碳体的混合物组织，500-650摄氏度除形态不同外，同样抗拉强度下S（回）的塑性韧性更高；S（回）具有优秀的综合力学性能250-400。C之间得到的回火马氏体（M回）与下贝氏体（B下）强度相当时，B下的冲击韧性优于M回低碳钢200。C回火具有高的强度与韧性高碳钢200。C回火具有高的硬度，脆性减小中碳钢500600。C回火综合力学性能优秀300-400。C回火弹性极限最高.影响淬火应力的因素：0淬火加热温度.淬火介质.淬火方法各种介质冷却能力比较0水质介质：冷却能力强，冷却特性不好做碳钢的淬火介质0矿物油：冷却能力比水差，低温冷却特性比水好做合金钢的淬火介质0盐（碱）浴：冷却能力与油相仿做分级淬火与等温淬火的介质影响淬透性的因素淬透性是材料的性质，由过冷奥氏体的稳定性决定。过冷奥氏体越稳定，C曲线越靠右，淬透性越好u合金钢的淬透性优于同样含碳量的碳钢，淬火时可以采用缓和的冷却介质机器零件用钢除Al,C。外合金元素均提高淬透性，因此间接改善力学性能。多元素配合效果更明显含碳量与回火温度0.2%WC200。C回火具有高的强度与韧性050.7%wc350。C回火弹性极限最高L0%wc20(FC回火具有高的硬度，脆性减小0.4%wc50060(FC回火综合力学性能优秀切削加工性S,PbfCaiTe,Se可以改善切削性低碳钢，预先热处理用正火提高硬度高碳钢，预先热处理用球化退火降低硬度