鋼的熱處理

第1章 金屬固態(tài)相變概論

1.1 金屬固態(tài)相變的主要類型

1.1.1 平衡轉(zhuǎn)變

1.1.2 不平衡轉(zhuǎn)變

1.2 金屬固態(tài)相變的主要特點(diǎn)

1.2.1 相界面

1.2.2 兩相間的晶體學(xué)關(guān)系（取向關(guān)系與慣習(xí)面）

1.2.3 應(yīng)變能

1.2.4 晶體缺陷的作用

1.2.5 形成過渡相

1.3 固態(tài)相變時(shí)的形核

1.3.1 均勻形核

1.3.2 非均勻形核

1.4 固態(tài)相變時(shí)的晶核長大

1.4.1 新相長大機(jī)理

1.4.2 新相長大速度

1.5 固態(tài)相變動(dòng)力學(xué)

復(fù)習(xí)思考題

參考文獻(xiàn)

第2章 鋼的加熱轉(zhuǎn)變

2.1 奧氏體的形成

2.1.1 奧氏體的性能

2.1.2 奧氐體形成的條件

2.2 奧氏體形成的機(jī)理

2.2.1 珠光體類組織向奧氏體的轉(zhuǎn)變

2.2.2 馬氏體向奧氏體的轉(zhuǎn)變

2.3 奧氏體形成的動(dòng)力學(xué)

2.3.1 奧氏體等溫形成動(dòng)力學(xué)

2.3.2 連續(xù)加熱時(shí)奧氏體形成動(dòng)力學(xué)

2.3.3 奧氏體形成動(dòng)力學(xué)的理論處理

2.3.4 影響奧氏體形成速度的因素

2.4 奧氏體晶粒的長大及其控制

2.4.1 研究奧氏體晶粒長大的必要性

2.4.2 晶粒度的概念

2.4.3 奧氏體晶粒長大的特點(diǎn)

2.4.4 影響奧氏體晶粒長大的因素

2．4.5 奧氏體晶粒大小的控制及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.4.6 粗大奧氏體晶粒的遺傳及其阻斷

復(fù)習(xí)思考題

參考文獻(xiàn)

第3章 珠光體轉(zhuǎn)變與鋼的退火和正火

3.1 鋼的冷卻轉(zhuǎn)變概述

3.1.1 IT圖

3.1.2 CT圖

3.2 珠光體的組織和性質(zhì)

3.2.1 珠光體的組織形態(tài)和晶體學(xué)

3.2.2 珠光體的機(jī)械性能

3.3 珠光體轉(zhuǎn)變機(jī)理

3.3.1 一般概述

3.3.2 珠光體轉(zhuǎn)變的領(lǐng)先相

3.3.3 珠光體的長大方式

3.4 珠光體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)

3.4.1 珠光體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)的特點(diǎn)

3.4.2 珠光體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)研究

3.4.3 影響珠光體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)的其他因素

3.5 先共析轉(zhuǎn)變

3.5.1 發(fā)生先共析轉(zhuǎn)變的條件

3.5.2 先共析相的形態(tài)

3.6 合金鋼中其他類塑的奧氏體高溫分解轉(zhuǎn)變

3.6.1 特殊碳化物珠光體

3.6.2 纖維狀碳化物與鐵素體的聚合體

3.6.3 相間沉淀組織

3.6.4 合金元素對(duì)特殊碳化物形態(tài)的影響

3.6.5 高溫區(qū)直接轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的機(jī)械性能

3.7 鋼的退火和正火

3.7.1 鋼的退火

3.7.2 鋼的正火

……

第4章 馬氏體轉(zhuǎn)變

第6章 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖

第7章 鋼的淬火

第8章 回火轉(zhuǎn)變與鋼的回火

第9章 鋼的化學(xué)熱處理

第10章 特殊熱處理

附錄

附錄一

附錄二

附錄三2100433B

本書是根據(jù)原航空工業(yè)部教材編審定的教學(xué)大綱，在由國防工業(yè)出版社1985年出版的“鋼的熱處理（原理和工藝）”教材的基礎(chǔ)上重新修訂而成，主要闡述有關(guān)鋼的熱處理的基本原理和工藝，并適當(dāng)反映了近年來國內(nèi)外在這方面的某些新理論、新成果和新發(fā)現(xiàn)。

本書是高等工科院校金屬材料及熱處理專業(yè)的教材，也可供從事金屬材料及熱處理工作的工程技術(shù)人員參考。

本叢書共七本，即《鋼的化學(xué)熱處理》、《結(jié)構(gòu)鋼及其熱處理》、《工具鋼及其熱處理》、《不銹鋼及其熱處理》、《真空熱處理》、《淬火冷卻技術(shù)及淬火介質(zhì)》、《燃料熱處理爐》。

《鋼的化學(xué)熱處理》一書內(nèi)容豐富，涵蓋了常規(guī)化學(xué)熱處理的工藝，突出了質(zhì)量檢驗(yàn)、廢品分析和測試技術(shù)。本叢書的指導(dǎo)思想是：先進(jìn)技術(shù)與一般技術(shù)相結(jié)合，理論與實(shí)踐相結(jié)合，使其具備教科書和手冊的雙重功能，既適用于廣大工人、工程技術(shù)人員，又可作為高校師生的參考書。叢書匯集了近年來我國在材料熱處理領(lǐng)域研究的新技術(shù)、新成果，突出了“新”字，同時(shí)又例舉了大量成熟的生產(chǎn)工藝，工藝數(shù)據(jù)較多，強(qiáng)化了“用”字。

熱處理盤條或鋼絲半成品的熱處理方式見鋼絲熱處理。熱處理包括原料熱處理、中間熱處理和成品熱處理3種類型。

(1)原料即盤條的熱處理用在部分中高碳鋼絲及合金鋼絲的生產(chǎn)中，目的主要是改善盤條的組織及其不均勻性并消除內(nèi)應(yīng)力以提高盤條的塑性及冷拔性能。

(2)中間熱處理是對(duì)鋼絲半成品即中間線坯進(jìn)行的熱處理，主要目的是消除冷拔過程中產(chǎn)生的加工硬化，恢復(fù)線坯的塑性，以利于進(jìn)一步拉拔。如生產(chǎn)中無成品熱處理工序，則成品拉拔前的中問熱處理還要求確保成品鋼絲應(yīng)具有的組織和性能。

(3)成品熱處理在成品拉拔后進(jìn)行，作用是使產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的組織與性能，是否進(jìn)行決定于交貨要求。

拉絲在拉絲機(jī)卷筒即絞盤(見拉絲機(jī))的牽引下，盤條或中間線坯通過拉絲模?？鬃冃?，達(dá)到減小斷面改變形狀以獲得尺寸、形狀、性能和表面質(zhì)量都合乎要求的鋼絲。鋼絲的拉拔通常要進(jìn)行多個(gè)道次，道次減面率(見面積減縮率)約在10%～40%之間。拉拔鋼絲使用的模具主要有固定模、輥模(見輥模拉拔)、旋轉(zhuǎn)模等，并以固定模為主。固定模即為由整體材料制作的外形呈圓餅狀而中心開有孔型的拉絲模，模子在拉拔過程中固定不動(dòng)。早期曾采用鋼板模和冷硬鑄鐵模，以后由于不耐磨和使用壽命低而被淘汰。普遍采用硬質(zhì)合金模，除了硬質(zhì)合金外，天然鉆石也是制模材料，但由于其資源稀少和價(jià)格昂貴，只局限于拉拔合金鋼細(xì)絲和極細(xì)絲時(shí)使用。20世紀(jì)70年代以來又出現(xiàn)了用聚合多晶體、人造金剛石和剛玉陶瓷等制作的拉絲模。輥模為由2～4個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的輥?zhàn)咏M成的模子。輥模拉拔通常用于拉制一些異形鋼絲和難變形鋼絲，但隨著輥模裝置剛性的提高、精度的改善和調(diào)整變得更加容易，其使用范圍在不斷拓寬。旋轉(zhuǎn)模拉絲時(shí)模子的本體結(jié)構(gòu)和固定模相同，但拉拔過程中，它在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下圍繞鋼絲軸線旋轉(zhuǎn)。優(yōu)點(diǎn)是改變了拉拔時(shí)鋼絲與模壁之間的摩擦力的方向，增加了作用在鋼絲上的剪應(yīng)力，使鋼絲容易變形，從而可以減少拉拔力和拉拔功率；降低軸向摩擦力使拉拔時(shí)鋼絲內(nèi)外層的不均勻變形隨之減少；由于模子高速旋轉(zhuǎn)，?？啄p變得均勻，鋼絲的不圓度和表面粗糙度均有改善。但使用旋轉(zhuǎn)模時(shí)鋼絲易隨模子而旋轉(zhuǎn)甚至發(fā)生扭轉(zhuǎn)，因此只局限于粗絲的拉拔。在使用固定模拉拔的情況下，若在鋼絲的進(jìn)口端施加后張力則形成反拉力拉拔；若對(duì)模子施加超聲波振動(dòng)則形成超聲波拉絲；若采用靜壓或流體動(dòng)力潤滑則稱為強(qiáng)制潤滑拉拔。

冷拔過程中鋼絲的組織與力學(xué)性能發(fā)生變化，產(chǎn)生加工硬化。隨著冷變形程度的增加，一般鋼絲的抗拉強(qiáng)度、硬度、彈性極限等增加，而延伸率、斷面收縮率等下降。由于存在加工硬化，所以當(dāng)拉拔的變形程度達(dá)到一定值后，由于鋼絲冷加工性能的顯著下降而不適宜再繼續(xù)拉拔，需要進(jìn)行中間熱處理以恢復(fù)其加工性能，一般一個(gè)拔程的減面率約為70%～90%。因此，鋼絲生產(chǎn)的工藝流程具有往復(fù)循環(huán)的特點(diǎn)。

拉絲機(jī)的能力一般以其卷筒直徑的大小和卷簡的數(shù)量來表示。拉絲機(jī)的拉拔速度與鋼絲的鋼種、直徑、熱處理的質(zhì)量、潤滑和冷卻條件、變形程度、拉絲機(jī)的結(jié)構(gòu)以及盤條的盤重等有關(guān)。隨著鋼絲生產(chǎn)的現(xiàn)代化，拉拔速度在不斷提高。

為了減少摩擦，降低拉拔力和模耗以及獲得表面光潔、尺寸和形狀合乎要求的產(chǎn)品，拉拔時(shí)必須使用潤滑劑潤滑。使用固體潤滑劑時(shí)稱為干式拉絲；使用潤滑劑水溶液并在其中完成拉拔過程的稱濕式拉絲，所用的設(shè)備是水箱拉絲機(jī)。

在拉拔過程中，由于摩擦及變形功的轉(zhuǎn)化生熱，鋼絲和模子的溫度升高，特別在高速拉拔時(shí)溫升更為顯著(見拉絲發(fā)熱)。模子溫度的上升會(huì)影響其使用壽命，而鋼絲溫度的上升則會(huì)使其韌性(扭轉(zhuǎn)和彎曲性能)下降。為了降低溫升，必須對(duì)模子和卷筒進(jìn)行冷卻，鋼絲的直接水冷也得了開發(fā)(見拉絲冷卻)。