由图2-2可以看出： 1. 在各不同温度下过冷奥氏体等温分解需要一段准备 时间，称为孕育期。
2. 通常把此处称为C曲线的鼻部或拐点 3. 对于碳钢，在其C曲线鼻部以上为过冷奥氏体高温 转变区，生成珠光体；在鼻部以下至 Ms点之间为中温转变 区，生成贝氏体；在Ms点以下为低温转变区，生成马氏体。
二 过冷奥氏体等温转变类型及其产物
珠光体形貌
T8 钢退火组织
P
2、贝氏体转变
（1）转变温度： 560—Ms（2300C）
（2）产物：贝氏体 （3）贝氏体：由过饱和铁素体和渗碳体组成的混合物。 （4）贝氏体的形状和性能：（与等温温度有关）
560--3500C: B下。 贝氏体呈羽毛状，称为上贝氏体，记为B上
350-- Ms（2300C）：贝氏体呈针叶状，称之为下贝氏体，记为
过冷奥氏体连续冷却转变图
图2-6 共析碳钢连续冷却转变图
图中CC′线为转变中止线； vc是使全部过冷奥氏 体都不发生分解，而被过冷到Ms点以下发生马氏 体转变的最小冷却速度，称为上临界冷却速度， 通常也叫临界冷却速度或临界淬火速度； vc′是 过冷奥氏体全部转变为珠光体的最大冷速，称为 下临界冷却速度。
一 钢在加热时组织的转变（以共析钢为例）
共析钢加热到727° C（A1)以上，珠光体转变成奥 氏体。（四个阶段）
奥氏 体形 核
奥氏 体核 长大
残余渗 碳体溶 解
奥氏体 成分均 匀化
(a)
(b)
(c)
(d)
一、奥氏体的形成
二、奥氏体晶体的长大
三、残留碳化物的溶解
四、奥氏体成分均匀化
图1-4 珠光体向奥氏体等温转变过程示意图 五、亚(或过)共析钢中奥氏体的形成
低碳马氏体 15钢淬火组织 M低
图2-3 亚共析钢(0.54%C)过冷奥氏体等温转变图
图2-4 过共析钢(1.13%C)过冷奥氏体等温转变图
含碳量
四
影响C曲线的主要因素
合金元素
1
含碳量
影响
C曲线的形状
C曲线距纵坐标的距离 Ms 、 Mf的温度
2
合金元素
除Co（钴）元素外，其它合金元素溶入奥氏体后使C曲线右移。
第五章 钢的热处理
本章主要任务
• 任务：热处理对于金属材料的改性 • 任务描述： • 目的：改变钢的内部组织结构，改善钢的性能 • 1、热处理强化金属材料、充分挖掘材 料潜能； • 2、消除铸、锻、焊热加工工艺缺陷， 均匀组织和性能； • 3、改善加工工艺性能； • 4、保证抗磨损、耐腐蚀等特殊性能。
低碳马氏体：呈板条状
高碳马氏体：呈透镜状，片状，中间有脊线。
（5）性能特点：硬而脆，且随Wc的增加而增加。 必须经过回火才能使用。 （6）应用
高碳马氏体用于高硬度高耐磨性的零件，如车刀、铣刀等。
低碳马氏体用于综合性能好的零件，如发动机连杆螺栓、缸 盖螺栓，石油钻井的吊环、吊钳等。
高碳马氏体 球墨铸铁淬火 G球+M+Aˊ
二
奥氏体晶粒长大及其控制
一、奥氏体晶粒度
晶粒度是表示晶粒大小的一种尺度，在研究奥氏体 晶粒时，首先要区分三种晶粒度的概念。
1. 初始晶粒度 2. 实际晶粒度 3. 本质晶粒度
本质粗晶粒钢与本质细晶粒钢 奥氏体晶粒长大过程示意图 奥氏体晶粒长大示意图
模块三 钢材在冷却时的组织转变
冷却过程——热处理 工艺的关键部分，对 控制热处理以后的组 织与性能起着极大作 用，不同的冷却速度 获不同的组织与性能。
过冷奥氏体等温转变图
一、过冷奥氏体等温转变图的建立
将奥氏体迅速冷至临界温度以下的一定温度，并在 此温度下进行等温，在等温过程中所发生的相变称为过 冷奥氏体等温转变。 测定过冷奥氏体等温转变图的方法有金相 -硬度法、 膨胀法、磁性法、热分析法等。
图2-1 过冷奥氏体等温转变图作法示意图
图2-2 共析碳钢的C曲线
图2-7 冷却速度对共析碳钢奥氏体转变 温度区域(a)及转变产物(b)的影响 1-珠光体转变开始线；2-珠光体转变终了线； 3-珠光体转变中止线；4-马氏体转变开始线； 5-马氏体转变终了线
上贝氏体的形成示意图
上贝氏体的貌
下贝氏体的形成示意图
下贝氏体的形貌
• （5) 性能： • 上贝氏体的硬度高，塑性、韧性差，不用。 • 下贝氏体高强度、硬度、塑性韧性较好。 • 工业中应用于中碳钢和中碳合金钢制造的零件 中。
3
马氏体转变
（1）转变温度： Ms（230°C）－Mf
（2）产物：马氏体 （3）马氏体：碳在a--Fe中形成的过饱和铁素体，具有体心正 方结构。 （4）形貌：
任务分解
• 主要模块一：热处理加热和冷却组织转变： • 1、结合铁碳相图，掌握材料的奥氏体化过程， 以及加热之后的组织状态对于冷却最终组织的 影响。 • 2、掌握C曲线和CCT曲线冷却转变中的作用， 能据此判定冷却之后的组织状态；并能理解不 同材料的热处理工艺参数。
• 主要模块二：热处理工艺： • 钢的加热与冷却组织转变规律为制定正确的热 处理工艺提供了理论依据，热处理参数的确定 必须使具体工件满足组织转变规律性 • 能掌握普通热处理和表面热处理工艺，并能解 决具体的情景问题，理解和应用于热处理工程 领域。
T 什么是热处理 T保温 t保温 V加热 t 作用：（1）显著提高材料的使用性能 （2）改善加工性能（切削、热处理） V冷却
模块二
钢材在加热时的组织转变
1、复习“钢在室温下的组织”：亚共析钢，共析钢， 过共析钢的组织组成物。 2、以共析钢为例，了解钢在加热时（727°C以上）组 织的转变。（相图上组织和相的转变是可逆的。）块一 模块二 模块三 模块四 模块五
热处理概念 钢材在加热时的组织转变 钢材在冷却时的组织转变 退火与正火 淬火 回火 表面热处理与化学热处理
• 模块六 • 模块七
模块一
热处理概念
热处理： 金属或合金在固态下于一定介质中加热到一定温度， 保温一定时间，以一定速度冷却下来的一种综合工艺。
1、珠光体转变 （共析转变 A → P ） 发生温度： 7270C---5600C
珠光体的铁素体和渗碳体层片粗细与转变温度有关。温度 越低，珠光体的层片越细。 7270C---6500C：珠光体片层较粗，P（珠光体） 6500C---6000C：珠光体层片较细，S （索氏体） 6000C--5600C： 珠光体层片极细，T (托氏体) 层片变细，强度硬度增加，塑性韧性有所增加。