（本科）金属工艺学基础（上）第5章 钢的热处理原理ppt课件（全）.ppt

金属工艺学基础（上）第5章 钢的热处理原理 第第5 5章章 钢的热处理原理钢的热处理原理设计制作人：陈妙婷设计制作人：陈妙婷一一.热处理概述热处理概述 热处理：把固态金属材料在一定介质中热处理：把固态金属材料在一定介质中加热加热、保温保温、冷却冷却，以改变其组织，从而获得所需性能的一种热加工工艺。以改变其组织，从而获得所需性能的一种热加工工艺。三个基本过程：加热、保温、冷却三个基本过程：加热、保温、冷却作用：作用：改善金属材料的工艺性能；改善金属材料的工艺性能；提高金属材料的使用性能。提高金属材料的使用性能。二二.钢在加热时的转变钢在加热时的转变1 1、奥氏体转变温度与奥氏体转变温度与Fe-FeFe-Fe3 3C C相图的关系相图的关系A1Ac1Ar1SAccmAcmArcmAc3A3Ar3冷却过程的固态相变需冷却过程的固态相变需过冷度过冷度 钢的热处理中六个重要的温度参数：钢的热处理中六个重要的温度参数：A1 A3 Acm；Ac1 Ac3 Accm 加热过程加热过程 Ar1 Ar3 Arcm 冷却过程冷却过程 F +Fe3C A(727)成分成分(C%)0.0218 6.69 0.77结构结构 体心立方体心立方 复杂斜方复杂斜方 面心立方面心立方 说明奥氏体化中须两个过程：说明奥氏体化中须两个过程：C 成分变化成分变化：C 的扩散的扩散 铁铁晶格改组晶格改组：Fe 扩散扩散2 2、奥氏体的形成奥氏体的形成-以共析钢为例以共析钢为例奥氏体形成过程奥氏体形成过程 四个阶段：四个阶段：1）奥氏体在）奥氏体在FFe3C 界面上形核（界面上形核（10秒）秒）2）奥氏体向）奥氏体向 F 及及 Fe3C 两侧长大两侧长大(几百秒几百秒)3）剩余剩余 Fe3C 的溶解；的溶解；(千秒千秒)4）奥氏体中）奥氏体中 C 的扩散均匀化。的扩散均匀化。(万秒万秒)图图 共析钢奥氏体形成过程示意图共析钢奥氏体形成过程示意图 任何固态相变均需形核与长大过程任何固态相变均需形核与长大过程 形核需要形核需要“三个起伏条件三个起伏条件”：成分起伏、结构起伏、能量起伏成分起伏、结构起伏、能量起伏 故晶界或缺陷处易形核故晶界或缺陷处易形核1）加热温度）加热温度T，A 晶粒长大；晶粒长大；原因：原因：T，奥氏体与珠光体的自由能差越大，转变的推动力越大；奥氏体与珠光体的自由能差越大，转变的推动力越大；T，原子扩散越快，因而碳的重新分布与铁的晶格重组就越原子扩散越快，因而碳的重新分布与铁的晶格重组就越快，所以，使奥氏体的形核、长大，残余渗碳体的溶解及奥快，所以，使奥氏体的形核、长大，残余渗碳体的溶解及奥氏体的均匀化都进行得越快。氏体的均匀化都进行得越快。3 3、影响奥氏体转变速度的因素影响奥氏体转变速度的因素 2）加热速度）加热速度加热速度越快，珠光体的过热度越大，相变驱动力加热速度越快，珠光体的过热度越大，相变驱动力越大，转变的开始温度就越高。越大，转变的开始温度就越高。3）原始组织的影响）原始组织的影响钢的原始组织越细，奥氏体的形成速度越快。钢的原始组织越细，奥氏体的形成速度越快。4）化学成分的影响化学成分的影响C，奥氏体的形成速度加快奥氏体的形成速度加快；加入合金元素并不改变珠光体向奥氏体转变的基本过加入合金元素并不改变珠光体向奥氏体转变的基本过程，但能影响奥氏体的形成速度，一般都使之减慢。程，但能影响奥氏体的形成速度，一般都使之减慢。4 4、奥氏体的晶粒度及控制因素奥氏体的晶粒度及控制因素 晶粒大小表示方法：晶粒大小表示方法：晶粒尺寸晶粒尺寸，例如晶粒截面的平均直径、平均面积或单位面，例如晶粒截面的平均直径、平均面积或单位面积内的晶粒数目等；积内的晶粒数目等；晶粒度级别晶粒度级别，晶粒度分，晶粒度分8 8级，级，1 1级最粗，级最粗，8 8级最细。级最细。计算式：计算式：n=2 N-1 N：晶粒度级别晶粒度级别 n：1平方英寸视场中所包含的平方英寸视场中所包含的平均晶粒数平均晶粒数(100X)。标准晶粒度等级示意图标准晶粒度等级示意图 (1)初始晶粒度初始晶粒度：奥氏体转变刚结束时的晶粒大小。奥氏体转变刚结束时的晶粒大小。通常极细小通常极细小 (2)实际晶粒度实际晶粒度：具体加热条件下获得的奥氏体晶粒大小具体加热条件下获得的奥氏体晶粒大小 与具体热处理工艺有关：与具体热处理工艺有关：热处理温度热处理温度，时间，时间，晶粒长大。，晶粒长大。与晶粒是否容易长大有关与晶粒是否容易长大有关 引入本质晶粒度概念引入本质晶粒度概念奥氏体有三种不同概念的晶粒度奥氏体有三种不同概念的晶粒度 (3)本质晶粒度本质晶粒度 钢在特定的加热条件下，奥氏体晶粒长大的倾钢在特定的加热条件下，奥氏体晶粒长大的倾向性，分为本质粗晶粒度和本质细晶粒度。向性，分为本质粗晶粒度和本质细晶粒度。测定方法：加热至测定方法：加热至86010，保温，保温1h，若若A晶粒晶粒1-4 级：级：本质粗晶粒度钢本质粗晶粒度钢，5-8 级：级：本质细晶粒度钢本质细晶粒度钢。关于本质晶粒度概念的要点关于本质晶粒度概念的要点：表征表征该钢种在通常的热处理条件下该钢种在通常的热处理条件下 A 晶粒长大的趋势晶粒长大的趋势，不代表真实、实际晶粒大小；不代表真实、实际晶粒大小；本质粗晶粒度钢实际晶粒度并非一定粗大，本质细晶粒度本质粗晶粒度钢实际晶粒度并非一定粗大，本质细晶粒度钢实际晶粒度并非一定细小；而与具体的热处理工艺有关。钢实际晶粒度并非一定细小；而与具体的热处理工艺有关。本质晶粒度主要与成分或冶炼条件有关。本质晶粒度主要与成分或冶炼条件有关。影响奥氏体晶粒长大的因素影响奥氏体晶粒长大的因素 加热温度和保温时间加热温度和保温时间 T、t，A 晶粒长大；晶粒长大；T 的影响远大于的影响远大于 t12501050 900 保温时间保温时间 t晶晶粒粒度度 含碳量含碳量在一定范围内，随着钢的含碳量增加，在一定范围内，随着钢的含碳量增加，奥氏体晶粒长大的倾向增大，但是含碳奥氏体晶粒长大的倾向增大，但是含碳量超过某一限度时，奥氏体晶粒反而变量超过某一限度时，奥氏体晶粒反而变得细小。得细小。成分成分 强烈阻碍强烈阻碍：Al、V、Ti、Zr、Nb 原因：机械阻碍理论原因：机械阻碍理论 形成难溶碳、氮化物形成难溶碳、氮化物 中等阻碍：中等阻碍：Cr、W、Mo 促进长大：促进长大：Mn、P、溶入溶入 A 的的 C 降低铁原子的结合力，促进铁的扩散降低铁原子的结合力，促进铁的扩散 钢的钢的原始组织越细原始组织越细，碳化物弥散度越大，奥氏体的起始，碳化物弥散度越大，奥氏体的起始晶粒越细小晶粒越细小。三三.钢在冷却时的转变钢在冷却时的转变热处理的两种冷却方式：热处理的两种冷却方式：等温冷却等温冷却 定义：将奥氏体化后的钢由高温快速冷却到临界温度以下定义：将奥氏体化后的钢由高温快速冷却到临界温度以下某一温度，保温一段时间以进行等温转变，然后再冷却到某一温度，保温一段时间以进行等温转变，然后再冷却到室温。室温。等温淬火、等温退火等。等温淬火、等温退火等。连续冷却连续冷却定义：将奥氏体化后的钢从高温连续冷却到室温，使奥氏定义：将奥氏体化后的钢从高温连续冷却到室温，使奥氏体在一个温度范围内发生连续转变。体在一个温度范围内发生连续转变。炉冷、空冷、油冷、水冷等。炉冷、空冷、油冷、水冷等。图图 奥氏体不同冷却方式示意图奥氏体不同冷却方式示意图1 1一等温冷却一等温冷却 2 2一连续冷却一连续冷却T A1MsMfAMM+ARA过冷过冷ABAPAPB700500200 孕孕HRC154045 5560110102103104105过冷奥氏体过冷奥氏体与与奥氏体奥氏体的区别的区别 产物：产物：P：珠光体珠光体B：贝氏体贝氏体M：马氏体马氏体 鼻点鼻点1 1、过冷奥氏体的等温转变图过冷奥氏体的等温转变图1）过冷奥氏体等温转变曲线过冷奥氏体等温转变曲线-C曲线曲线 不同温度下转变产物不同；不同温度下转变产物不同；高温转变产物高温转变产物(A1550)：珠光体珠光体(P)扩散型扩散型 中温转变产物中温转变产物(550MS)：贝氏体贝氏体(B)半扩散型半扩散型 低温转变产物低温转变产物(MSMf)：马氏体马氏体(M)非扩散型非扩散型 存在孕育期存在孕育期 过冷奥氏体等温分解所需的准备时间过冷奥氏体等温分解所需的准备时间 代表代表 A过冷过冷稳定性。稳定性。存在鼻点：存在鼻点：孕育期最短，孕育期最短，A过冷过冷最不稳定；最不稳定；T转转，产物硬度，产物硬度。马氏体是过冷奥氏体连续冷却中的一种马氏体是过冷奥氏体连续冷却中的一种转变组织，非等温转变产物。将其画入，转变组织，非等温转变产物。将其画入，使过冷奥氏体等温转变曲线更完备、实用使过冷奥氏体等温转变曲线更完备、实用图图 片状珠光体形成示意图片状珠光体形成示意图（1）珠光体转变）珠光体转变 高温转变产物高温转变产物(A1550)：珠光体珠光体(P)扩散型扩散型 反应式为反应式为AAP P(F+Fe(F+Fe3 3C)C)3）过冷奥氏体等温转变产物的组织及其性能过冷奥氏体等温转变产物的组织及其性能 按层片间距不同又分为：按层片间距不同又分为：粗珠光体（粗珠光体（P）：A1650，片层较粗，片层较粗，1020HRC。索氏体索氏体（S）：）：650600，片层较细，片层较细，2030HRC。屈氏体屈氏体(T)：600550，片层极细，片层极细，3040HRC，P P、S S和和T T都是由渗碳体和铁素体组成的层片状都是由渗碳体和铁素体组成的层片状机械混机械混合物合物，只是由于层片的大小不同，决定了它们的力学性能，只是由于层片的大小不同，决定了它们的力学性能各异。各异。（2）贝氏体转变）贝氏体转变中温转变产物中温转变产物(550MS)贝氏体贝氏体(B)半扩散型半扩散型贝氏体有两种常见的组织形态：上贝氏体和下贝氏体。贝氏体有两种常见的组织形态：上贝氏体和下贝氏体。组织构成组织构成：(C)+Fe3C 铁素体铁素体：碳过饱和碳过饱和(0.03%)；成束、板条状平行排列；成束、板条状平行排列；位错（位错（108109cm-2)；渗碳体渗碳体：粒状或短杆状分布在：粒状或短杆状分布在 F 板条之间。板条之间。上贝氏体上贝氏体Fe3C过饱和过饱和相相羽毛状羽毛状上贝氏体上贝氏体(550 350)图图 上贝氏体显微组织上贝氏体显微组织a)a)光学显微组织光学显微组织500 b)500 b)电子显微组织电子显微组织40004000下贝氏体下贝氏体(350 230)组织组织:(C)+FexC 铁素体：铁素体：碳过饱和碳过饱和(0.3%)针、片状，互不平行；针、片状，互不平行；更高密度位错。更高密度位错。渗碳体渗碳体：粒状或短杆状平行分：粒状或短杆状平行分布在布在 F 相内部。相内部。过饱和过饱和相相Fe3C针状针状图图 下贝氏体显微组织下贝氏体显微组织a)a)光学显微组织光学显微组织500 b)500 b)电子显微组织电子显微组织1200012000贝氏体的性能贝氏体的性能 强度和硬度强度和硬度 s(B上上)s(B下下)原因：上贝氏体的形成温度较高，铁素体条粗大，原因：上贝氏体的形成温度较高，铁素体条粗大，碳的过饱和度低，因而其强度和硬度较低。碳的过饱和度低，因而其强度和硬度较低。韧性韧性 ak（B下下）ak（B上上）原因：原因：B上上中碳化物分布条间，有明显方向性，尺中碳化物分布条间，有明显方向性，尺寸较大；寸较大；马氏体：马氏体：C 在在-Fe 中的中的过饱和过饱和固溶体固溶体。（3）马氏体转变）马氏体转变 低温转变产物低温转变产物(MSMf)：马氏体马氏体(M)非扩散型非扩散型 单元体单元体(单晶体单晶体)板条状板条状 组合特征组合特征：0.10.3m10 m马氏体束 一些位向相同的板条晶构成马氏体束；一些位向相同的板条晶构成马氏体束；原奥氏体晶粒中含原奥氏体晶粒中含35个位向不同的个位向不同的 M 束束 板条马氏体内有大量的位错，这些位错分布不均匀，形板条马氏体内有大量的位错，这些位错分布不均匀，形成胞状亚结构，也称成胞状亚结构，也称“位错马氏体位错马氏体”主要存在低、中碳钢及马氏体时效钢、不锈钢等铁基合金主要存在低、中碳钢及马氏体时效钢、不锈钢等铁基合金中。中。板条马氏体板条马氏体 单元体：片状单元体：片状，中间厚、两边薄中间厚、两边薄凸凸透镜状透镜状或或针状针状；组合特征：组合特征：片与片之间不平行，约呈片与片之间不平行，约呈60；晶粒大小不等，先大后小，晶粒大小不等，先大后小，先形成的先形成的 M 片贯穿片贯穿A晶粒；晶粒；亚结构亚结构：平行的细小孪晶平行的细小孪晶 孪晶马氏体孪晶马氏体。形成的温度较低形成的温度较低低温马氏体低温马氏体 高碳钢中常出现高碳钢中常出现高碳马氏体，高碳马氏体，存在大量显微裂纹存在大量显微裂纹 （孪晶通常分布在马氏体的中部，不扩展到马氏体片的边缘区，在边缘区存在高密度为错）（孪晶通常分布在马氏体的中部，不扩展到马氏体片的边缘区，在边缘区存在高密度为错）片状马氏体片状马氏体 马氏体的性能马氏体的性能(1)硬度和强度硬度和强度 特点：特点：总体：高硬度、高强度总体：高硬度、高强度 注意：注意：、硬度、强度主要取决于、硬度、强度主要取决于C%,Me影响小。影响小。C%,马氏体马氏体 HRC。、须注意、须注意马氏体硬度马氏体硬度与与钢硬度钢硬度的差异。的差异。C%,淬火钢淬火钢HRC,0.6%C后基本趋于后基本趋于定值。定值。钢中马氏体强化机制钢中马氏体强化机制：C 的的固溶强化固溶强化：相变强化相变强化(亚结构强化亚结构强化)：高密度位错、孪晶、层错；高密度位错、孪晶、层错；时效时效(沉淀沉淀)强化强化：C 向缺陷处扩散偏聚或析出，钉扎位错。向缺陷处扩散偏聚或析出，钉扎位错。C%0.6121：未时效：未时效2：0时效时效3hFe-Ni-C合金马氏体合金马氏体 晶界强化晶界强化。低碳低碳 M“自回火自回火”。（2）塑性与韧性塑性与韧性片状片状M：硬而脆；硬而脆；板条板条M：强而韧强而韧 与亚结构有关与亚结构有关板条板条M 塑韧性好的原因：塑韧性好的原因：含碳量低含碳量低,过饱和度小；过饱和度小；淬火内应力小，形成微裂纹的敏感度小；淬火内应力小，形成微裂纹的敏感度小；高碳片状高碳片状M塑韧性差的原因：塑韧性差的原因：C过饱和度高，畸变大，过饱和度高，畸变大，淬火内应力大，形成微裂纹的敏感度高。淬火内应力大，形成微裂纹的敏感度高。马氏体转变的特点马氏体转变的特点 无扩散性无扩散性 切变共格切变共格 马氏体转变是新相在母相特定的晶面（惯习面）上形成，马氏体转变是新相在母相特定的晶面（惯习面）上形成，并以并以 的母相切变来保持共格的相变过程。的母相切变来保持共格的相变过程。不完全性不完全性:转变在一定温度范围内进行，存在残转变在一定温度范围内进行，存在残余奥氏体。余奥氏体。转变快速性：转变快速性：M形成速度极快，形成速度极快，10-510-7S 马氏体转变的可逆性：马氏体转变的可逆性：重新加热时，已形成的马氏体又能无重新加热时，已形成的马氏体又能无 扩散地转变为奥氏体。扩散地转变为奥氏体。珠光体、贝氏体、马氏体转变特点比较珠光体、贝氏体、马氏体转变特点比较转变类型转变类型珠光体珠光体贝氏体贝氏体马氏体马氏体转变温度转变温度高温高温(Ar1550)中温中温(BSMS)低温低温(VC 时，时，A过冷过冷M；当当VVC时，时，A过冷过冷P；当当 VC V VC 时，时，A过冷过冷P+M*实际中由于实际中由于CCT曲线测量难，可曲线测量难，可用用TTT曲线代替曲线代替CCT曲线作定性分析，曲线作定性分析，判断获得判断获得M的难易程度。的难易程度。*连续冷却的连续冷却的VC值是等温冷却值是等温冷却C曲曲线中与鼻点相切的线中与鼻点相切的VC的的1.5倍，故可用倍，故可用等温冷却等温冷却C曲线中曲线中VC代替或估算代替或估算.3 3、过冷奥氏体转变图的应用过冷奥氏体转变图的应用可以利用等温转变图定性和近似地分析钢在连续冷却时组可以利用等温转变图定性和近似地分析钢在连续冷却时组织转变的情况。织转变的情况。等温转变图对于制订等温退火、等温淬火、分级淬火以及等温转变图对于制订等温退火、等温淬火、分级淬火以及变形热处理工艺具有指导作用。变形热处理工艺具有指导作用。利用连续冷却转变图可以定性和定量地显示钢在不同冷却利用连续冷却转变图可以定性和定量地显示钢在不同冷却速度下所获得的组织和硬度。速度下所获得的组织和硬度。第五章第五章思考题参考答案或提示思考题参考答案或提示5-1、什么是热处理？热处理的目的是什么？、什么是热处理？热处理的目的是什么？答：参见答：参见p595-2、比较下列名词：、比较下列名词：1)奥氏体、过冷奥氏体、残留奥氏体。奥氏体、过冷奥氏体、残留奥氏体。2)马氏体与回火马氏体、索氏体与回火索氏体、珠光体与回火珠光体。马氏体与回火马氏体、索氏体与回火索氏体、珠光体与回火珠光体。3)起始晶粒度、实际晶粒度与本质晶粒度。起始晶粒度、实际晶粒度与本质晶粒度。答：参见答：参见p38425-3、马氏体与贝氏体转变有哪些异同点、马氏体与贝氏体转变有哪些异同点?答：参见答：参见p把共析奥氏体过冷到把共析奥氏体过冷到C曲线曲线“鼻子鼻子”以下至以下至Ms线之间，即线之间，即230550之间，将发生奥氏体向贝氏体的转变。贝氏体是由含碳过饱和的铁素体之间，将发生奥氏体向贝氏体的转变。贝氏体是由含碳过饱和的铁素体与渗碳体组成的两相混合物。和珠光体转变不同，在贝氏体转变中，由于过与渗碳体组成的两相混合物。和珠光体转变不同，在贝氏体转变中，由于过冷度很大，没有铁原子的扩散，而是靠切变进行奥氏体向铁素体的点阵转变，冷度很大，没有铁原子的扩散，而是靠切变进行奥氏体向铁素体的点阵转变，并由碳原子的短距离并由碳原子的短距离“扩散扩散”进行碳化物的沉淀析出。进行碳化物的沉淀析出。马氏体是碳在马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体，用中的过饱和固溶体，用“M”表示。钢从奥氏体化状态快速表示。钢从奥氏体化状态快速冷却，抑制其扩散性分解，在较低温度下冷却，抑制其扩散性分解，在较低温度下(低于低于Ms点点)发生的转变称为马氏体发生的转变称为马氏体转变。转变。5-4、试述影响、试述影响C曲线形状和位置的主要因素。曲线形状和位置的主要因素。参见参见P66675-5、马氏体的硬度主要取决于什么、马氏体的硬度主要取决于什么?说明马氏体具有高硬度的原因。说明马氏体具有高硬度的原因。钢中马氏体力学性能的显著特点是具有高硬度和高强度。马氏体的硬度主要钢中马氏体力学性能的显著特点是具有高硬度和高强度。马氏体的硬度主要取决于其含碳量，随含碳量的增加而升高。当碳的质量分数达到取决于其含碳量，随含碳量的增加而升高。当碳的质量分数达到0.6时，淬时，淬火钢硬度接近最大值，含碳量进一步增加时，虽然马氏体的硬度会有所提高，火钢硬度接近最大值，含碳量进一步增加时，虽然马氏体的硬度会有所提高，但由于残留奥氏体量增加，反而使钢的硬度有所下降。合金元素对马氏体的但由于残留奥氏体量增加，反而使钢的硬度有所下降。合金元素对马氏体的硬度影响不大，但可以提高其强度。马氏体具有高硬度、高强度的原因是多硬度影响不大，但可以提高其强度。马氏体具有高硬度、高强度的原因是多方面的，主要包括固溶强化、相变强化、时效强化以及晶界强化等原因。方面的，主要包括固溶强化、相变强化、时效强化以及晶界强化等原因。5-5、珠光体、贝氏体和马氏体的组织和性能有什么区别、珠光体、贝氏体和马氏体的组织和性能有什么区别?答：参见答：参见P31、P5556、P575-6、什么是残余奥氏体、什么是残余奥氏体?它会引起什么问题它会引起什么问题?答：参见答：参见p奥氏体是铁的一种相，另一种常见相是马氏体，过冷奥氏体是指在奥氏体是铁的一种相，另一种常见相是马氏体，过冷奥氏体是指在一定过冷度下未发生马氏体转变的奥氏体，残余奥氏体是指发生马氏体转变一定过冷度下未发生马氏体转变的奥氏体，残余奥氏体是指发生马氏体转变后，还有一定量未发生转变的奥氏体后，还有一定量未发生转变的奥氏体。钢在淬火后总会保留一部分未转变的奥氏体称为残余奥氏体。不同的钢种残钢在淬火后总会保留一部分未转变的奥氏体称为残余奥氏体。不同的钢种残余奥氏体量也不一样。对碳钢来讲在含碳量大于余奥氏体量也不一样。对碳钢来讲在含碳量大于0.4%的条件下，在显微组织的条件下，在显微组织中可以观察到残余奥氏体，含碳量越高残余奥氏体的数量越多。在相同含碳中可以观察到残余奥氏体，含碳量越高残余奥氏体的数量越多。在相同含碳量的条件下，合金钢比碳钢的残余奥氏体量多，对一些高碳高合金钢，残余量的条件下，合金钢比碳钢的残余奥氏体量多，对一些高碳高合金钢，残余奥氏体量可以达到奥氏体量可以达到3040%以上。残余奥氏体的存在使钢的性能变坏，如使以上。残余奥氏体的存在使钢的性能变坏，如使弹性极限下降，零件的尺寸不稳定等。因此有必要了解残余奥氏体在回火过弹性极限下降，零件的尺寸不稳定等。因此有必要了解残余奥氏体在回火过程中所发生的转变，以便设法控制之。程中所发生的转变，以便设法控制之。5-7什么是马氏体什么是马氏体?其组织有哪几种基本形态其组织有哪几种基本形态?它们的性能各有何特点它们的性能各有何特点?答：参见答：参见P57P585-6、什么是残余奥氏体、什么是残余奥氏体?它会引起什么问题它会引起什么问题?答：参见答：参见p奥氏体是铁的一种相，另一种常见相是马氏体，过冷奥氏体是指在奥氏体是铁的一种相，另一种常见相是马氏体，过冷奥氏体是指在一定过冷度下未发生马氏体转变的奥氏体，残余奥氏体是指发生马氏体转变一定过冷度下未发生马氏体转变的奥氏体，残余奥氏体是指发生马氏体转变后，还有一定量未发生转变的奥氏体后，还有一定量未发生转变的奥氏体。钢在淬火后总会保留一部分未转变的奥氏体称为残余奥氏体。不同的钢种残钢在淬火后总会保留一部分未转变的奥氏体称为残余奥氏体。不同的钢种残余奥氏体量也不一样。对碳钢来讲在含碳量大于余奥氏体量也不一样。对碳钢来讲在含碳量大于0.4%的条件下，在显微组织的条件下，在显微组织中可以观察到残余奥氏体，含碳量越高残余奥氏体的数量越多。在相同含碳中可以观察到残余奥氏体，含碳量越高残余奥氏体的数量越多。在相同含碳量的条件下，合金钢比碳钢的残余奥氏体量多，对一些高碳高合金钢，残余量的条件下，合金钢比碳钢的残余奥氏体量多，对一些高碳高合金钢，残余奥氏体量可以达到奥氏体量可以达到3040%以上。残余奥氏体的存在使钢的性能变坏，如使以上。残余奥氏体的存在使钢的性能变坏，如使弹性极限下降，零件的尺寸不稳定等。因此有必要了解残余奥氏体在回火过弹性极限下降，零件的尺寸不稳定等。因此有必要了解残余奥氏体在回火过程中所发生的转变，以便设法控制之。程中所发生的转变，以便设法控制之。5-7什么是马氏体什么是马氏体?其组织有哪几种基本形态其组织有哪几种基本形态?它们的性能各有何特点它们的性能各有何特点?答：参见答：参见P57P585-8、马氏体的硬度与奥氏体中含碳量有何关系、马氏体的硬度与奥氏体中含碳量有何关系?马马答：马氏体的硬度主要取决于其含碳量，随含碳量的增加而升高。当碳的质答：马氏体的硬度主要取决于其含碳量，随含碳量的增加而升高。当碳的质量分数达到量分数达到0.6时，淬火钢硬度接近最大值，含碳量进一步增加时，虽然马时，淬火钢硬度接近最大值，含碳量进一步增加时，虽然马氏体的硬度会有所提高，但由于残留奥氏体量增加，反而使钢的硬度有所下氏体的硬度会有所提高，但由于残留奥氏体量增加，反而使钢的硬度有所下降。合金元素对马氏体的硬度影响不大，但可以提高其强度。降。合金元素对马氏体的硬度影响不大，但可以提高其强度。马氏体具有高硬度、高强度的原因是多方面的，主要包括固溶强化、相变强马氏体具有高硬度、高强度的原因是多方面的，主要包括固溶强化、相变强化、时效强化以及晶界强化等原因。化、时效强化以及晶界强化等原因。5-9、残留奥氏体与含碳量有何关系、残留奥氏体与含碳量有何关系?答：钢在淬火后总会保留一部分未转变的奥氏体称为残余奥氏体。不同的钢答：钢在淬火后总会保留一部分未转变的奥氏体称为残余奥氏体。不同的钢种残余奥氏体量也不一样。对碳钢来讲在含碳量大于种残余奥氏体量也不一样。对碳钢来讲在含碳量大于0.4%的条件下，在显微的条件下，在显微组织中可以观察到残余奥氏体，含碳量越高残余奥氏体的数量越多。在相同组织中可以观察到残余奥氏体，含碳量越高残余奥氏体的数量越多。在相同含碳量的条件下，合金钢比碳钢的残余奥氏体量多，对一些高碳高合金钢，含碳量的条件下，合金钢比碳钢的残余奥氏体量多，对一些高碳高合金钢，残余奥氏体量可以达到残余奥氏体量可以达到3040%以上。以上。5-10解释下列概念解释下列概念热处理热处理 奥氏体化奥氏体化 过冷奥氏体过冷奥氏体 残余奥氏体残余奥氏体 等温冷却等温冷却 连续冷却连续冷却 托氏体托氏体 贝氏贝氏体体 马氏体马氏体 表面淬火表面淬火 化学热处理化学热处理复习效果自测（填空题）复习效果自测（填空题）(1).根据共析碳钢转变产物的不同，可将根据共析碳钢转变产物的不同，可将C曲线分为曲线分为 珠光体转变区珠光体转变区、贝氏体贝氏体转变区转变区 和和 马氏体转变区马氏体转变区 三种转变产物区。三种转变产物区。(2).珠光体、索氏体和托氏体都是由珠光体、索氏体和托氏体都是由 渗碳体渗碳体 和和 铁素体铁素体 组成的机械混合物。组成的机械混合物。(3).马氏体是碳在马氏体是碳在a-Fe中的中的 过饱和过饱和 固溶体，其组织形态有固溶体，其组织形态有 上马氏体上马氏体 和和 下马下马氏体氏体 两种。两种。(4).将钢加热到临界点以上将钢加热到临界点以上3050，保温适当时间，在空气中冷却的热处，保温适当时间，在空气中冷却的热处理工艺方法称为理工艺方法称为 正火正火。(5).共析钢或过共析钢在淬火前采用的预先热处理是为消除过共析钢中较严共析钢或过共析钢在淬火前采用的预先热处理是为消除过共析钢中较严重的网状二次渗碳体，常采用的热处理方法是重的网状二次渗碳体，常采用的热处理方法是 正火正火。