热处理（注）1
1、热处理的三个基本过程：加热、保温和冷却。
2、热处理条件： (1) 发生固态相变的合金 (2) 加热时溶解度发生显着变化的合金。
3、热处理只能改变铸铁基体的结构，不能改变石墨的形状。
4. 同样，固态相变在冷却过程中也需要过冷。
钢材热处理中的六个重要温度参数：
A1 A3 Acm ;
Ac1 Ac3 Accm - 加热过程
Ar1 Ar3 Arcm - 冷却过程
迟滞图
5、奥氏体形成过程（共析钢）： （1）奥氏体形核。 (2)奥氏体的长大。 (3)剩余渗碳体的溶解。 (4) C在奥氏体中的扩散均匀。
6.当钢加热到Ac1以上一定温度时，珠光体处于不稳定状态，通常在铁素体和渗碳体的相界面上首先形成奥氏体晶核。 相界面碳浓度分布不均匀，原子排列不规则，易产生结构波动和浓度波动区，为奥氏体形核创造条件。
7、钢的奥氏体化过程：
亚共析钢：F + P → F + A → A
过共析钢：Fe3C+P→Fe3C+A→A 注：（F、P珠光体、A奥氏体、M马氏体）
8、奥氏体化的目的：获得成分均匀、晶粒细小的奥氏体晶粒。
9、影响奥氏体晶粒长大的因素：
①加热温度和保温时间T（加热温度）↑，t（保温时间）↑，A晶粒长大； T 的影响远大于 t。
② 升温速度在常规升温速度下影响不大； 快速加热、短时间保温的超精细工艺，如高频加热、激光加热等。
③成分强受阻：Al、V、Ti、Zr、Nb 原因：难溶碳和氮化物的形成；
中等位阻：Cr、W、Mo； 促进生长：Mn（降低铁原子的结合力，促进铁的扩散）P溶入A的C
10、合金钢的奥氏体均匀化时间比碳钢长得多。 在制定合金钢的加热工艺时，与碳钢相比，加热温度要高钢材热处理手册，保温时间要长。
11.要点；
①不同温度转化产物不同；
高温转变产物（A1~550℃）：珠光体（P）——扩散型
中温转变产物（550℃~MS）：贝氏体（B）-半扩散型
低温转变产物（MS~Mf）：马氏体（M）——非扩散型
② 有一个孕育期
- 过冷奥氏体等温分解所需的准备时间
——代表A的过冷稳定性。
③ 有鼻尖：
——孕育期最短钢材热处理手册，A的过冷最不稳定；
④T转↓，产品硬度↑。
⑤马氏体是过冷奥氏体在连续冷却过程中的相变组织，是非等温相变产物。 把它画进来，使过冷奥氏体等温转变曲线更加完整实用。
12 冷却速度对转化产物类型的影响：可通过VC和VC'判断。
当V>VC时，A过冷→M； 当 V
13、珠光体的形状取决于加热时奥氏体化的程度（奥氏体成分比较均匀时→片状；不均匀时→球状（粒状））。
14、影响淬火马氏体金相形貌的因素：本质上取决于转变温度：
200℃以上——板条马氏体； 200℃以下——片状马氏体。 形貌与C%的关系：低碳-板条； 高碳板。 马氏体具有高强度、高硬度、高C%↑、马氏体HRC↑。
15、钢中马氏体强化机制：
① C的固溶强化：
②相变强化（亚结构强化）：高密度位错、孪晶、堆垛层错；
③时效（析出）强化：C向缺陷处扩散偏析或析出，钉扎位错。
16. Flaky M：硬而脆； 板条 M：坚固而坚韧（与下部结构有关）
17、带材M塑韧性好原因：①含碳量低，过饱和度小； ②淬火内应力小，对形成微裂纹的敏感性低；
高碳片状M塑韧性差的原因有：①C过饱和度高，变形大，②淬火内应力大，对微裂纹的形成敏感性高。
18、下贝氏体强度高、韧性好的原因：下贝氏体中铁素体针状细小且分布均匀，位错密度高，铁素体内部析出细小、大而分散的ε-碳化物。
19.当奥氏体晶粒粗大，冷却速度较快时，钢中的先共析相（先共析铁素体或先共析渗碳体）以针状或片状从原始奥氏体中脱出晶界奥氏体沿奥氏体的某一晶面平行或规则生长，并与片状珠光体混合。 这个组织叫做 。 （冷却速度大时易成型，韧性↓↓；消除方法：正火）
钢的回火转变：
20、淬火：钢加热到AC3或AC1以上，保温，V>V临界，M或B。
回火：将淬火钢加热至低于临界点A1的温度，保温后以适当方式冷却至室温的热处理工艺。
目的：
(1)调整钢的强度、硬度和塑韧性的组合，以获得所需的性能；
(2)减少内应力，防止工件变形或开裂；
(3)稳定组织，防止尺寸变化。
21、定义：随着回火温度的升高，淬火钢的韧性在一定温度范围内显着降低。 低温回火脆性的成因及预防方法：片状碳化物析出理论；
杂质分离。 预防方法： 避免在此温度范围内回火； b. 使ε→θ的温度↑：c。 使用等温淬火。
回火脆性的成因及预防方法特点：a． 与回火后的冷却速度有关； b. 可逆性。 原因：P、Sn、As、Sb等杂质元素的晶界偏析。 预防方法： 注意：无论碳钢还是合金钢，只要在这个温度区回火，都会出现低温回火脆性，a． ↑ 钢的纯度； b. 回火后快速冷却； C。 添加Mo、W等元素；注：碳钢在高温下不产生回火脆性，合金钢，特别是含Mn、Cr的合金钢，易产生回火脆性。
22、珠光体、马氏体、贝氏体相变特性比较？
23、比较下贝氏体和高碳马氏体的主要区别？
①组织特征不同，下贝氏体呈黑色针状或竹叶状，高碳马氏体呈片状；
②亚结构不同，下贝氏体亚结构为位错，高碳马氏体亚结构为孪晶；
③性能特点不同，下贝氏体综合力学性能好，高碳马氏体强度和硬度高，塑性和韧性较差； ④相变特征不同，下贝氏体为半扩散相变，而高碳为拉伸相非扩散相变。
⑤下贝氏体为多相组织，高碳马氏体为单相组织。
24、珠光体、贝氏体和马氏体的特性和性能特点是什么？
对于片状P体，片层间距越小，强度越高，塑性和韧性越好； 对于粒状P体，Fe3C颗粒分布越细、越均匀，合金强度越高。 第二相量越大，对塑性的破坏越大； 与粒状相比，片状强度高，但塑性和韧性较差； 上贝氏体呈羽状，亚组织呈错位，韧性差； 下层贝氏体呈黑色针状或竹叶状，亚结构为位错，位错密度高于上层贝氏体，综合力学性能良好； 低碳马氏体呈板条状，亚组织呈错位，具有良好的综合力学性能； 高碳马氏体呈片状，亚结构为孪晶，强度和硬度高，塑性和韧性较差。
二
一、钢材退火的目的和过程？
退火：是将钢材加热到临界点Ac1以上或以下的温度，保温后随炉缓慢冷却以获得平衡状态组织的热处理工艺。
用途：使钢的化学成分和组织均匀化，细化晶粒，调整硬度，消除内应力和加工硬化，改善钢的成形和切削性能，为淬火组织做准备。
分类：临界温度以上：完全退火、均匀化退火、不完全退火和球化退火。
临界温度以下：再结晶退火、去应力退火。
2、归一化的目的和过程？
定义：正火是将钢材加热到Ac3（或Acm）以上适当温度，保温后空冷以获得类珠光体组织的热处理工艺。
正火过程的实质是：完全奥氏体化加伪共析转变。 当钢中含碳量为0.6～1.4%时，正火组织中无先共析相，只有假共析或索氏体。 含碳量小于0.6%的钢，正火后除有假共析外，还有少量铁素体。
目的：作为初步热处理，正火为机加工提供合适的硬度，细化晶粒，消除应力，消除魏氏组织和带状组织，为最终热处理提供合适的显微组织。
正火工艺是一种简单、经济的热处理方法。 主要用于：
① 提高低碳钢的切削性能；
②消除中碳钢的热加工缺陷；
③消除过共析钢的网状碳化物，便于球化退火；
④提高普通结构件的力学性能。
3、钢材的淬火？
定义：将钢加热到临界点Ac3或Ac1以上的一定温度，然后以大于临界冷却速度的速度冷却，以获得马氏体（或下贝氏体）的热处理过程称为淬火。
目的：使奥氏体化工件获得尽可能多的马氏体，加热后通过不同温度回火获得各种所需性能。
制定淬火工艺时应注意：
(1) 淬火应力。 在淬火过程中，工件的形状和尺寸会发生变化，甚至会产生淬火裂纹。 工件变形或开裂的原因是由于工件在淬火过程中产生的内应力。
分类：淬火内应力主要包括热应力和结构应力。 当淬火应力超过材料的屈服强度时，就会发生塑性变形； 当淬火应力超过材料的抗拉强度时，工件就会开裂。
热应力：工件因内外温差受热或冷却时，热胀冷缩不一致而引起的内应力。 热应力是由快速冷却过程中工件界面之间的温差引起的。
组织应力：工件在冷却过程中，由于内外温差引起的不同结构转变，使内外比容发生不同变化而产生的内应力。
工件在淬火和冷却过程中的瞬时应力和残余应力是热应力和组织应力叠加的结果。
(2)淬火加热温度。 淬火加热温度的选择应以获得均匀细小的奥氏体晶粒为原则，使淬火后获得细小的马氏体组织。 淬火温度主要根据钢的临界点来确定。
(3)淬火介质。 用于将钢从奥氏体状态冷却到Ms点的冷却介质。 图 10-4
(4)淬火法。
(5)钢的淬透性。 是指奥氏体化钢在淬火时获得马氏体的能力，其大小用钢在一定条件下淬火所获得的硬化层的深度和硬度分布来表示。
淬透性和淬透性的区别：淬透性表示钢在淬火时获得马氏体的能力，它反映了钢过冷奥氏体的稳定性，与钢的临界冷却速度有关。 淬透性表示钢在淬火时的淬硬能力，用淬火成马氏体时可能达到的最高硬度表示。 它主要取决于马氏体中的碳含量。 马氏体中的碳含量越高，钢的淬透性越高。
4、钢铁的回火？
定义：将淬火钢在A1以上温度加热，使其转变为稳定的回火组织，并以适当方式冷却至室温的过程。
目的：降低或消除淬火应力，保证相应的组织转变，提高钢的韧性和塑性，获得适当的硬度、强度、塑性和韧性的组合，以满足各种工件的性能要求。
分类：低温回火、中温回火、高温回火等。
5、钢材的表面淬火？
定义：将工件迅速加热到淬火温度，加热后迅速冷却，仅在表面获得淬火组织的热处理方法。
目的：使零件表面具有较高的强度、硬度和耐磨性； 使芯件具有一定的强度、足够的形状和韧性。 一般选用中碳钢和中碳合金钢，表面淬火前组织经调质或正火处理。
感应加热表面淬火：是利用电磁感应原理在工件表面产生高密度感应电流，将其快速加热至奥氏体状态，然后快速冷却得到马氏体的一种淬火方法结构体。
分类：高频感应加热表面淬火、中频感应加热表面淬火、工频感应加热表面淬火。
6、钢材渗碳？
渗碳：将低碳钢件放入渗碳介质中，在900～950℃下加热保温。 它是活性碳原子渗入钢件表面并获得高渗碳层的过程。
目的（）：使表面硬度、耐磨性及高接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。 心脏保持低碳水化合物以获得良好的形状和韧性。
分类：固体渗碳、气体渗碳、离子渗碳。 最常见的气体。
7、钢材渗氮？
渗氮：氮渗入钢材表面，形成富氮硬化层。 化学热处理称为渗氮，也称为渗氮
用途：与渗碳相比，钢件渗氮后具有更高的表面硬度和耐磨性。 渗氮钢件具有良好的热稳定性。 比渗碳处理具有更高的疲劳强度、抗咬合性和更低的缺口敏感性。 渗氮后，钢材表面形成一层致密的氮化膜，因而具有良好的耐蚀性。
三
1、合金元素在钢中的作用是什么？
大多数合金元素可或多或少固溶在铁素体中，形成α-Fe的间隙或置换固溶体
提高淬透性：Mn、Cr、B、Ni、W、Mo
固溶强化：Si、Mn、Ni
晶粒细化：Al、V、Ti、W、Mo、Nb、Zr
提高回火稳定性：W、Mo、V、Si、Cr
消除高温回火脆性：W、Mo
特殊的耐腐蚀、耐热合金铁素体合金元素具有固溶强化作用。
2、常用的工程结构有哪些？
(1)碳素结构钢。 碳素结构钢通常以热轧空冷状态供货。 具有高塑性和良好的焊接性。 使用的组织是铁素体加珠光体。 其中，Q235A钢同时具有较高的成型强度和钟表强度，已成为应用最广泛的碳素结构钢。 机械零件。
(2)低合金高强度结构钢。 低合金高强结构钢是在含碳量Wc≤0.20%的碳素结构钢的基础上，加入少量合金元素，强度高于碳素结构钢。 具有足够的塑性、低的冷脆转变温度、良好的焊接性能和耐蚀性，广泛用于建筑、石油、化工、铁路等。 这些钢大多以热轧状态使用，组织为铁素体加珠光体。
4、调质钢？
经过调质处理后使用的结构钢称为调质钢。 调质钢强度高，形状好，韧性好。 综合力学性能良好的原因与调质钢的回火索氏体组织有关。
本组织特点：
①铁素体上均匀分布的粒状碳化物起到弥散强化作用，铁素体中溶解的合金元素起到固溶强化作用，从而保证钢具有较高的屈服强度和疲劳强度。
② 组织的均匀性降低了局部薄弱区产生裂纹的可能性，保证了良好的成型性和韧性。
③ 铁素体作为基体组织由淬火马氏体转变而来，晶粒细小，大大降低了钢的冷脆倾向。
5、高速钢的热处理工艺？ 多重钢化的作用？
a、反复锻打，打断厚厚的鱼骨状共晶碳化物；
b、分级预热（600~800℃）
c、高温淬火（1250~1300℃）；
d、阶梯淬火（600℃、400℃）
e、多次回火（550℃，三次以上）
(1)高速钢的退火。 高速钢锻轧后应进行退火处理。 目的是降低硬度以利于切割。 同时也使碳化物形成均匀分布的颗粒，为淬火做准备。 退火工艺分为普通退火和等温退火两种。
(2)高速钢的淬火。 淬火加热最大的特点是奥氏体化温度过高。 只有当高速钢中的W、Mo、Cr、V等碳化物形成元素大量溶入奥氏体时，碳和合金元素的作用才能充分发挥，高碳高合金淬火后可得到马氏体。 ，合金碳化物经回火析出，从而保证了高速钢的高淬透性、淬透性和热硬性。
(3)高速钢的回火处理。
多次回火的目的：①产生二次硬化； ②消除残余奥氏体
6. W 18 Cr 4 V 是什么钢？ 主要性能特点是什么？ 合金元素在钢中的主要作用是什么？ 为什么这种钢淬火后奥氏体化温度（1280±5℃）很高？ 淬炼是什么技艺？ 最终组织是什么？
是一种高速钢，其主要性能特点是高红硬性、高硬度、高耐磨性和高淬透性。
合金元素在钢中的主要作用是：
①提高淬透性。 ②形成高硬度碳化物，在回火时弥散析出，产生二次硬化作用，显着提高钢的红硬性、硬度和耐磨性。 ③ Cr能提高钢的抗氧化性、脱碳性和耐蚀性。
目的是使钢中较多的碳化物形成元素W、Cr、V溶入奥氏体中，充分发挥碳和合金元素的作用，淬火后得到高碳、高合金的马氏体。 它以合金碳化物的形式析出，从而保证了高速钢的高淬透性、淬透性和红硬性。 在退火状态下，这些合金元素大部分存在于合金碳化物中，这些合金碳化物稳定性高，需要加热到高温才能大量溶解成奥氏体。
