工具钢相变点分析

工具钢的相变点指的是工具钢加热和冷却时发生相变的温度。加热时的相变点包括铁碳相图上由珠光体向奥氏体转变以及铁素体和渗碳体完全溶入奥氏体的温度。冷却时的相变点包括铁碳相图上由奥氏体向珠光体转变的温度和先共析铁素体和先共析渗碳体析出的温度，还包括马氏体转变的开始温度和马氏体转变的终了温度。

工具钢与普通钢一样，有3个重要的临界点：

（1）A₁点 从铁碳相图上看，对于共析钢，A₁代表珠光体相区与奥氏体相区的边界；对于亚共析钢，A₁代表珠光体+铁素体相区与奥氏体+铁素体相区的边界；对于过共析钢，A₁代表珠光体+渗碳体转相区与奥氏体+渗碳体相区的边界。

（2）A₃点 从铁碳相图上看，A₃代表奥氏体+铁素体相区与单一奥氏体相区的边界。

（3）A_cm点 从铁碳相图上看，A_cm代表奥氏体+渗碳体相区与单一奥氏体相区的边界。

铁碳相图上的临界点是平衡状态下的临界点，但是在钢中发生的转变是受扩散控制的，临界点对于加热和冷却的速率很敏感，因此实际上加热和冷却时的临界点与平衡状态下的临界点有所偏离，为更准确的表达相变的温度，必须将加热和冷却的临界点区分开来。如图2-1所示，加热时的临界点以“c”代表，冷却时的临界点以“r”代表：

Ac₁——共析钢加热时的上临界点。

Ac₃——亚共析钢加热时上临界点。

Ac_cm——过共析钢加热时的上临界点。

Ar₁——共析钢冷却时的下临界点。

Ar₃——亚共析钢冷却下临界点。

Ar_cm——过共析钢冷却时的下临界点。

Ms——马氏体开始转变的温度。

Mf——马氏体转变终了的温度。

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图2-1 铁碳相图中临界点的移动

不仅加热和冷却速度对临界点有影响，钢中的合金元素对临界点也有影响。合金元素对钢临界点的影响可以通过下列公式进行计算，根据合金元素的种类和数量计算出每个钢的临界点（℃）。

这里各元素符号实际为各元素在钢中的质量分数。

在实际生产中加热和冷却的相变点更有实用价值，是确定钢的淬火加热温度，正火加热温度和退火加热温度和钢的冷处理的依据。常用工具钢的临界点见表2-2～表2-4。

表2-2 碳素工具钢的临界点（单位：℃）

注：括号内的数据仅供参考。

表2-3 合金工具钢的临界点（单位：℃）

注：括号内的数据仅供参考。

表2-4 几种高速钢的临界点（单位：℃）