钢材热处理组织转变原理

1.钢加热时的组织转变

钢加热的目的是获得奥氏体。奥氏体的转变过程要经过奥氏体的形成、长大、渗碳体的溶解和奥氏体的均匀化三个阶段。故钢加热时不但要加热到一定温度，而且要保温一段时间，使内外温度一致，组织转变完全，成分均匀，以便在冷却后得到均匀的组织和稳定的性能。

2.钢冷却时的组织转变

冷却是热处理的关键工序，成分相同的钢经加热获得奥氏体组织后，以不同的速度冷却时，将获得不同的力学性能，见表1-18。

表1-18 冷却速度与力学性能

下面以共析钢为例，介绍等温转变产物的组织与性能。

（1）珠光体转变（约727℃→550℃）共析钢在此温度范围内等温转变成珠光体，用符号“P”表示。强度较高，硬度适中，有一定的塑性。(www.xing528.com)

（2）贝氏体转变（约550℃→230℃）在此温度范围内，转变温度较低，形成的组织统称为贝氏体。虽然都是贝氏体，但是其形态不同，所以性能不同。其中在550℃→350℃形成的组织称为上贝氏体，强度、塑性及韧性较差，用符号“B上”表示（其显微组织如图1-5所示）。在350℃→230℃形成的组织称之为下贝氏体，有较高的强度，较好的塑性和韧性，用符号“B下”表示（其显微组织如图1-6所示）。

图1-5 上贝氏体现为组织

图1-6 下贝氏体现为组织

（3）马氏体转变（约230℃→3℃以下）当钢从奥氏体区急冷到230℃以下时，奥氏体转变为马氏体，符号用“M”表示。马氏体的性能与钢中的含碳量有关，含碳量不同所得到的马氏体的形态不同，从而性能上会产生差异。当碳的质量分数大于1.0%，形成的马氏体性能硬而脆；当碳的质量分数小于0.2%时，形成的马氏体有较好的强韧性。

即使是同一成分钢，把它们都加热到奥氏体后，当冷却到不同温度时所得到的组织不同，不同的组织具有不同的性能。所以可以根据零件的性能要求，来选择不同的材料及进行相应的热处理工艺。