鋼在加熱時的組織轉變_新鄉熱處理淬火液

發布時間：2012-6-19 13:18:40

熱處理是將固態金屬或合采用適當的方式進行加熱、保溫和冷卻以獲得所需組織結構與性能的工藝。熱處理不僅可用于強化材料，提高機械零件的使用性能，而且還可以用于改善材料的工藝性能。不同新鄉熱處理淬火液工藝共同點是：只改變內部組織結構，不改變表面形狀與尺寸。鋼在加熱時的組織轉變。鋼的新鄉熱處理淬火液多數需要先加熱得到奧氏體，然后以不同速度冷卻使奧氏體轉變為不同的組織，得到鋼的不同性能；因此了解鋼在加熱時組織結構的變化規律，合理制訂加熱規范，是保證新鄉熱處理淬火液工件質量的首要環節。實際熱處理中，加熱時相交溫度偏向高溫，冷卻時偏向低溫，且加熱和冷卻速度愈大偏差愈大。新鄉熱處理淬火液之奧氏體的形成現以共析鋼為例，說明鋼在加熱時使用新鄉熱處理淬火液的組織轉變過程。共析鋼（含0.77%C），加熱前為珠光體組織，一般為鐵素體相與滲碳體相相間排列的層片狀組織，當加熱到稍高于Ac1的溫度，便會發生珠光體向奧氏體的轉變。這一轉變過程遵循結晶過程的基本規律，也是通過形核和晶核長大過程來實現的，可以認為是通過下列四個階段完成的。（1）奧氏體的晶粒形成與長大：實驗證明，奧氏體的晶核最初出現在F與FeC的相界面上。這是由于相界面上原子排列紊亂，處于不穩定狀態而具有較高的能量為奧氏體的形成提供了有利條件。形成微小晶核后，通過原子擴散，使晶核逐漸向兩側擴展，使兩側的F和Fe3C不斷轉變為奧氏體，在奧氏體晶核成長的過程中，需要用到新鄉熱處理淬火液進行淬火，淬火后會不斷有新的奧氏體晶核產生并長大，直至珠光體全部消失。（2）殘余Fe3C的溶解：在奧氏體形成過程中，F比Fe3C先消失。故在鐵索體F完全轉變為奧氏體后，還有殘留滲碳體Fe3C尚未溶解。隨著時間的延長，殘余Fe3C繼續不斷地向奧氏體溶解，直至全部消失為止。（3）奧氏體的均勻化：當殘余Fe3C溶解時，實際上奧氏體的成分還是不均勻的。碳的濃度在原來Fe3C處較高，而在原來F處較低，還需要延長保溫時間，通過碳原子的擴散能使奧氏體中含碳量漸趨均勻。因此，新鄉熱處理淬火液保溫的目的，是使工件的組織轉變完全以及使奧氏體成分均勻，以便在冷卻后得到良好的組織和性能。亞共析鋼要加熱到一定溫度以上，同樣對于過共析鋼要加熱到一定溫度上才能獲得單相的奧氏體組織。新鄉熱處理淬火液之奧氐體晶粒的長大當P—A轉變剛完成時，所得到的奧氏體晶粒是細小的。當溫度增高或保溫時間延長，細小的奧氏體晶粒便通過晶粒之間的相互吞并逐漸長人。一般根據標準晶粒度等級圖確定鋼的奧氏體晶粒大小，標準晶粒度等級分為8級，1-4級為粗晶粒度，5-8級為細晶粒度。（1）實際晶粒度和本質晶粒度：鋼在某一具體加熱條件下，實際獲得的奧氏體晶粒的人小稱為奧氏體的實際晶粒度，它決定鋼的性能。奧氏體晶粒細小，新鄉淬火液淬火冷卻后產物組織的晶粒也細小。一般細小晶粒鋼有較高的強度和塑性，尤其是鋼的沖擊韌性遠比粗大晶粒的鋼要高得多。因此，鋼在加熱時，必須嚴格控制加熱溫度及保溫時間，從而獲得細小而均勻的組織，保證產品的熱處理質量。鋼在加熱時奧氏體晶粒長大的傾向用本質晶粒度來表示。鋼加熱到930℃±10℃、保溫8小時，新鄉熱處理淬火液淬火冷卻后測得的晶粒度叫本質晶粒度。如果測得的晶粒細小，則該鋼稱為本質細晶粒鋼，反之叫本質粗晶粒鋼。（2）影響奧氏體晶粒度的因素：①加熱溫度和保溫時間隨加熱溫度升高晶粒將逐漸長大。溫度越高，或在一定溫度下保溫時間越長，奧氏體晶粒越粗大。②鋼的成分奧氏體中碳含量增高，晶粒長大傾向增大。未溶碳化物則阻礙晶粒長大。鋼中加入鈦、釩、鈮、鋯、鋁等元素，有利于得到本質細晶粒鋼，因為碳化物、氧化物和氮化物彌散分布在晶界上，能阻礙晶粒長大。錳和磷促進晶粒長大。河南省：鄭州、開封、洛陽、平頂山、安陽、鶴壁、新鄉、焦作、濮陽、許昌、漯河、三門峽、南陽、商丘、信陽、周口、駐馬店。本文參考《金屬工藝基礎與實踐》一書。

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