工程材料学习3——热处理

热处理的要点：加热至固溶线以上，形成奥氏体，再根据不同的冷却方式生成相应的产物。

$A_1$A1​：共析钢奥氏体完全转变线
$A_3$A3​：亚共析钢奥氏体完全转变线
$A_{cm}$Acm​：过共析钢奥氏体完全转变线
加热时相变温度偏向高温（如$A_{c3}$Ac3​），冷却时偏向低温（如$Ar_{cm}$Arcm​）
影响奥氏体转变的因素：加热温度、加热速度、碳质量分数、合金元素、原始组织
合金一般热处理加热温度会高一点，保温时间长一点，保证奥氏体化完全进行。
影响奥氏体晶粒度的因素：加热速度和保温时间、钢的化学成分

过冷奥氏体的等温转变

上图为共析钢C曲线：
在550℃上方为高温转变，生成珠光体，并按照温度从高到底生成珠光体（P）、索氏体（S）、屈氏体（T）
Ms至550℃为中温转变，在350-550之间生成上贝氏体（B），在Ms至350之间生成下贝氏体
上贝氏体性能不好，不是想要的结果
在Ms下方为低温转变，生成马氏体（M），是连续冷却
亚共析钢，多了A转变为铁素体，过共析钢，多了A析出渗碳体

过冷奥氏体的连续冷却转变（工程中更常用）

V1：炉冷，转变为珠光体
V2：空冷，转变为索氏体
V4：油冷，转变为屈氏体+马氏体+残余奥氏体
V5：水冷，转变为马氏体+残余奥氏体
（硬度随冷却速度加快而增加）
马氏体：固溶强化、形成速度快、转化不充分（残余奥氏体）、形成时体积膨胀造成很大内应力。
低碳马氏体（针状）性能更佳
亚共析钢和过共析钢分别多了铁素体、渗碳体产物

热处理

退火：加热，保温，缓慢冷却（炉冷）
完全退火：亚共析钢，$A_{c3}$Ac3​以上20-30℃，缓慢冷却（等温转变），产物是P+F
等温退火：加热至$A_{c1}$Ac1​或$A_{c3}$Ac3​，保温，快速冷却至珠光体转变区保温，缓冷
球化退火：随炉加热至略高于$A_{c1}$Ac1​
扩散退火：加热至略低于固相线，长时间保温，缓冷，减少不均匀
去应力退火：加热至低于$A_{c1}$Ac1​，保温，炉冷，消除内应力
正火：加热至$A_{c}$Ac​+1/3/cm以上30-50，保温，空冷
淬火：加热到相变温度以上，保温，快速冷却（水冷或油冷）得到马氏体
回火：加热至$A_{c1}$Ac1​一下，保温，冷却至室温
低温回火：150-250，回火马氏体+残余奥氏体
中温回火：350-500，回火屈氏体
高温回火：500-650，回火索氏体
调质：淬火+高温回火

各个热处理的特点不赘述