（2）钢的淬透性 1）淬透性的概念 淬透性是在规定条件下，决定钢材有效淬硬层深度 和硬度分布的特性，它是钢材本身固有的属性，也 是钢重要的热处理工艺性能之一。钢的淬透性主要 取决于马氏体的临界冷却速度。凡是增加过冷奥氏 体的稳定性，减小马氏体临界冷却速度的因素，都 可以提高钢的淬透性。
钢淬火后能够达到的最高硬度叫钢的淬硬性， 它主要决定于M的碳含量。
3.钢的淬火 （1）淬火工艺 将钢加热到相变温度以上（亚共析钢为Ac3 以上30 ℃～50 ℃；共析钢和过共析钢为Ac1 以上30 ℃～50 ℃），保温一定时间后快速 冷却以获得马氏体组织的热处理工艺称为淬 火。 常用的冷却介质是水和油。 常用的淬火方法有单介质淬火，双介质淬火， 分级淬火和等温淬火等。
洛氏硬度
硬度标尺：HRA、HRB、HRC。其中 C标尺最常 用 。 在批量的成品或半成品质量检验中广泛使用.
维氏硬度 表示方法： 如：640HV30/20 测量精度高、范围广， 但比较麻烦，主要用于 研究工作。
注： 各硬度值之间大致有以下关系： 布氏硬度值在200-600范围内， HBW≈10HRC； 布氏硬度值小于450HBS， HBW≈HV
二、材料的静态力学性能
1、拉伸试验及材料的强度与塑性
左图为拉伸试验机
下图为拉伸试验过 程中试样的变形及 断裂。
由上图可知：在拉伸载荷作用下，试样的变形 分为三个阶段：弹性变形阶段；塑性变形阶段； 断裂阶段。在拉伸试验过程中，可测定的主要 力学性能指标有： 屈服强度σ s，抗拉强度σb ，弹性模量E， 断后伸长率δ 和断面收缩率Ψ 。
2、硬
度
硬度是指材料抵抗其他硬物体压入其表面 的能力。 布什硬度（HBW）
F 2F HBW S D（D D 2 d 2）
表示方法：120HBW10/1000/30； 后面的数字依次表示： （1）球体直径； （2）试验力； （3）试验力保持时间（10~15s不标注）。 主要用于测定组织粗大且不均匀的金属材料 的硬度，如铸钢、铸铁、供应态钢材等。
钢加热时常见的缺陷：过热；氧化；脱碳。
1.退火 将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保 温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却）， 以获得接近平衡状态组织的热处理工艺叫做退火。 钢的退火主要有完全退火、等温退火、球化退火、 扩散退火和去应力退火等。其中球化退火主要用于 共析钢和过共析钢，目的是使二次渗碳体及珠光体 中的渗碳体球状化（退火前正火将网状渗碳体破 碎），以降低硬度，改善切削加工性能；并为以后 的淬火作组织准备。而 去应力退火是为消除铸造、 锻造、焊接和机加工、冷变形等冷热加工在工件中 造成的残留内应力而进行的低温退火，称为去应力 退火。
第一章 工程材料概述
一、材料在载荷作用下的力学行为
弹性变形、塑性变形和断裂 材料在载荷作用下的行为，称之为力学行 为。当外力作用在固体物质上时，随外力 增加，物体会逐渐改变其原始形状和尺寸 而发生变形，外力增加到一定数值后，物 体将发生断裂，所以变形和断裂是固体物 质受载时，随外力的增加而产生的普遍现 象。
2）淬透性的应用 在机械制造中，一般截面尺寸大、形状较为复杂以 及承受轴向拉伸载荷、压缩应力或交变应力、冲击 载荷的零件，希望在整个截面上性能均匀一致，应 优先选用淬透性好的钢。另外，对于形状复杂、要 求变形较小的零件，常采用淬透性好的材料以便在 缓和的冷却介质中淬火。也就是说，淬透性对材料 选用以及热处理工艺制定都有重要的使用意义。需 要注意：对某些工艺过程而言，如焊接用钢通常并 不希望有高的淬透性，以保证焊接及热影响区不会 自行淬火，有助于防止工件的变形和开裂。
四、热处理
1.热处理的基本概念 2.组织转变临界温度
3.热处理的主要目的:改变钢的性能。 4.热处理的分类 退火;正火; 普通 感应加 热处理 淬火;回火; 热淬火 热处理 表面淬火
表面 热处理 化学 热处理
火焰加 热淬火
渗碳;渗氮; 碳氮共渗;
五、钢在加热和冷却时的转变
1.钢加热时的转变（以共析钢为例） （1）钢的奥氏体化 共析钢加热到727°C（A1)以上，珠光体转变成 奥氏体。转变步骤如下：
3）淬火缺陷及其防止 （1）变形与开裂 在淬火冷却过程中，由于工件内外温差而导致热胀 冷缩不一致，由此而产生的应力称为热应力。除此 之外，在组织转变过程中，由比容的变化而产生的 内应力称为组织应力。热应力和组织应力是是工件 形成淬火内应力的根源。 当工件淬火内应力大于材料的屈服强度时，就会造 成工件的塑性变形；当淬火内应力超过材料的强度 极限时，在应力集中处就会造成工件开裂。变形不 大的零件，可在淬火和回火后进行矫直；变形较大 或出现裂纹时，零件只好报废。在实际生产中，为 减少淬火件变形，防止工件开裂，需注意正确选择 材料和合理设计工件结构。
2.正火
钢材或钢件加热到Ac3(对于亚共析钢)和Accm(对 于过共析钢)以上30 ℃～50 ℃, 保温适当时间后, 在 自由流动的空气中均匀冷却的热处理称为正火。正 火后的组织：亚共析钢为F+S, 共析钢为S, 过共析 钢为S+Fe3CII。 其主要目的：作为最终热处理 ；提高低碳钢的硬度， 改善切削加工性能 ；对于共析钢和过共析钢采用正 火消除网状的二次渗碳体。
奥氏体 形核 奥氏体 核长大 残余渗碳 体溶解 奥氏 加热温度、保温时间和加热速度。在淬火加 热时，总是希望得到细小的奥氏体晶粒。奥 氏体晶粒越细小，冷却转变产物的组织也越 细小，其强度、韧性越高。所以，除特殊情 况外，总希望得到细小的奥氏体晶粒。奥氏 体晶粒的大小是评定加热质量的指标之一。 在实际生产中，通过控制加热温度、加热时 间和加热速度来控制奥氏体晶粒的大小。
三、材料的动态力学性能
1、冲击韧性 材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。
2、疲劳强度
表示材料经无数次交变载荷作用而不致引起断裂的 最大应力值。材料所受循环应力和其断裂前的应力 循环次数的关系，即疲劳曲线如下图所示
钢材的循环次数一般取 钢材的循环次数一般取 N N= = 10 10 7 7 有色金属的循环次数一般取 N = 10 8 有色金属的循环次数一般取 N = 10 8