1、第二章第二章 奥氏体的形成奥氏体的形成热处理：热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺组织结构，获得所需要性能的一种工艺.?为简明表示热处理的为简明表示热处理的基本工艺过程，通常基本工艺过程，通常用温度用温度时间坐标绘时间坐标绘出热处理工艺曲线。出热处理工艺曲线。2.1 奥氏体及其形成机理奥氏体及其形成机理2.1.1 奥氏体的结构及其存在范围奥氏体的结构及其存在范围?奥氏体是碳溶于奥氏体是碳溶于-Fe 中的间中的间隙固溶体隙固溶体?碳原子位于八面体间隙中心，碳原子位于八面体间隙中心，即即FCC晶胞的中心或
2、棱边的中点晶胞的中心或棱边的中点?八面体间隙半径八面体间隙半径 0.52?碳原子半径碳原子半径 0.77?点阵畸变点阵畸变图图2-1 奥氏体的单胞奥氏体的单胞?奥奥 氏氏 体体 相相 区区：NJESGN包围的区域包围的区域GS线线-A3线线ES线线-Acm线线PSK线线-A1线线?碳在奥氏体中的最大碳在奥氏体中的最大溶溶 解解 度度 为为 2.11wt%(10at%)?碳原子的溶入使碳原子的溶入使-Fe的点阵畸变，点阵常数的点阵畸变，点阵常数随碳含量的增加而增大随碳含量的增加而增大图图2-2 Fe-C 相图相图2.1.2 奥氏体的性能奥氏体的性能?奥氏体的比容最小，线膨胀系数最大，且为顺奥氏体
3、的比容最小，线膨胀系数最大，且为顺磁性（无磁性）。利用这一特性可以定量分析奥磁性（无磁性）。利用这一特性可以定量分析奥氏体含量，测定相变开始点，制作要求热膨胀灵氏体含量，测定相变开始点，制作要求热膨胀灵敏的仪表元件。敏的仪表元件。?奥氏体的导热系数较小，仅比渗碳体大。为避奥氏体的导热系数较小，仅比渗碳体大。为避免工件的变形，不宜采用过大的加热速度。免工件的变形，不宜采用过大的加热速度。?奥氏体塑性很好，奥氏体塑性很好，S较低，易于塑性变形。较低，易于塑性变形。故工件的加工常常加热到奥氏体单相区进行。故工件的加工常常加热到奥氏体单相区进行。2.1.3 奥氏体形成的热力学条件奥氏体形成的热力学条件
4、?G=V?Gv+S+V-?Gd (2-1)-?Gd-在在晶体缺陷晶体缺陷处形核处形核引起的自由能降低引起的自由能降低?相变必须在一定的相变必须在一定的 过热过热度度?T下，使得下，使得?GV0，才，才能得到能得到?G Cr-，浓度差，浓度差 dC=Cr-k-Cr-将在奥氏体内产生扩散将在奥氏体内产生扩散Cr-Cr-；Cr-k Cr-k相界面上的平衡浓度被相界面上的平衡浓度被打破打破 为了为了恢复恢复并维持相界面上的平衡浓度并维持相界面上的平衡浓度点阵重构点阵重构，向，向方向长大，方向长大，Cr-Cr-Fe3C向向中溶解，向中溶解，向Fe3C方向长大，方向长大，Cr-k Cr-k?奥氏体晶核的长
5、大速度奥氏体晶核的长大速度dC1dC1G?G?G?k?D?D?dx?C?dx?C?kdC11?D(?)dx?C?C?K(2?2)其中：D?碳在?中的扩散系数dC?碳在?中的浓度梯度dxdC?Cr?K?Cr?;dx 为生成的?小晶粒厚度?C?C?C?/?界面上的碳浓度差?C?K?CK?C?K?/Fe3C界面上的碳浓度差?由式（由式（2-2）可知，奥氏体晶核的长大速度）可知，奥氏体晶核的长大速度与与碳碳在奥氏体中的在奥氏体中的 浓度梯度成正比浓度梯度成正比，而与相，而与相界面上的界面上的碳浓度差成反比。碳浓度差成反比。?由于由于/Fe3C相界面的碳浓度差相界面的碳浓度差?C?k较较大，大，Fe3C
6、本身复杂的晶体结构，使得奥氏体本身复杂的晶体结构，使得奥氏体向渗碳体方向的长大速度远比向铁素体方向向渗碳体方向的长大速度远比向铁素体方向为小，所以铁素体向奥氏体的转变比渗碳体为小，所以铁素体向奥氏体的转变比渗碳体的溶解要快得多，的溶解要快得多，铁素体先消失，而渗碳体铁素体先消失，而渗碳体有剩余。有剩余。根据公式（22）GF/GFe3C =?C-Fe3C/?C-在780 时，时，?C-Fe3C 6.690.89?C-0.410.02GF/GFe3C 14.8但通常片状P的厚度是Fe3C的的7倍，倍，因此总是：铁素体先消失，而渗碳体有剩余。铁素体先消失，而渗碳体有剩余。（3）剩余渗碳体的溶解）剩余
7、渗碳体的溶解?剩余渗碳体借助于剩余渗碳体借助于 Fe、C原子的扩散进原子的扩散进一步溶解。一步溶解。（4）奥氏体成分的均匀化）奥氏体成分的均匀化?原渗碳体部位的碳浓度高，原铁素体部原渗碳体部位的碳浓度高，原铁素体部位的碳浓度低。位的碳浓度低。?通过通过Fe、C原子在新形成奥氏体中的扩原子在新形成奥氏体中的扩散，实现奥氏体成分的均匀化。散，实现奥氏体成分的均匀化。2.2 奥氏体形成的动力学奥氏体形成的动力学2.2.1 形核率形核率?为了满足形核的热力学条件，需依靠为了满足形核的热力学条件，需依靠 能量能量起起伏，补偿临界晶核形核功，所以形核率应与获伏，补偿临界晶核形核功，所以形核率应与获得能量涨
8、落的得能量涨落的几率因子几率因子 exp(-?G*/kT)成正比。成正比。?为了达到奥氏体晶核对为了达到奥氏体晶核对 成分成分的要求，需要原的要求，需要原子越过能垒，经子越过能垒，经 扩散扩散富集到形核区，所以应与富集到形核区，所以应与原子扩散的原子扩散的几率因子几率因子 exp(-Q/kT)成正比。成正比。N=C exp(-?G*/kT)exp(-Q/kT)(2-3)式中式中:C-常数常数?G*-临界形核功临界形核功Q -扩散激活能扩散激活能k -玻尔兹曼常数，玻尔兹曼常数，=1.38X10-23J/KT -绝对温度绝对温度N-形核率，单位形核率，单位 1/(mm3?s)?与结晶不同的是，与
9、结晶不同的是，PA的相变，是在的相变，是在升高温度升高温度下进下进行的相变。行的相变。?温度升高时，温度升高时，?G*，Q，从而形核率，从而形核率 N 增大。增大。2.2.2 奥氏体线长大速度奥氏体线长大速度dC11G?D(?)dx?C?C?K(2?2)?碳在奥氏体中的扩散系数碳在奥氏体中的扩散系数 D=D0exp(-Q/RT)阿累尼乌斯方程阿累尼乌斯方程(Arrhenius)G-长大线速度，单位长大线速度，单位 mm/s?温度升高时，温度升高时，D,dC ,?C?,?C?k从而线长大速度从而线长大速度G增大。增大。2.2.3 奥氏体奥氏体等温等温形成动力学曲线形成动力学曲线?设新形成的奥氏体
10、为球状，则由约翰逊设新形成的奥氏体为球状，则由约翰逊-迈尔方迈尔方程（程（Johnson-Mehl方程方程)：Vt?1?exp(?3NGt)3 4(2?4)Vt-新形成奥氏体的体积分数新形成奥氏体的体积分数?转变量达转变量达50%左右时，转变速度最大。左右时，转变速度最大。?转变温度越高，奥氏体形成的孕育期越短。转变温度越高，奥氏体形成的孕育期越短。?转变温度越高，完成转变所需的时间越短。转变温度越高，完成转变所需的时间越短。?形成温度升高，形成温度升高，N的的增长速率高于增长速率高于 G的增长的增长速率，速率，N/G增大，可获增大，可获得细小的得细小的起始晶粒度起始晶粒度。?形形 成成 温温
11、 度度 升升 高高，G/Gk增大，铁素增大，铁素体消失时，剩余渗碳体体消失时，剩余渗碳体量增大，形成奥氏体的量增大，形成奥氏体的平均碳含量降低。平均碳含量降低。图图2-8 奥氏体奥氏体等温等温形形成动力学曲线成动力学曲线影响奥氏体影响奥氏体等温等温形成速度的因素：形成速度的因素：1.加热温度的影响加热温度的影响（1）加热温度升高，）加热温度升高，?T增大，形核速度增大，形核速度I和长大速度和长大速度G均增加；均增加；（2）加热温度升高，奥氏体形成的孕育期变短，相变时间变短）加热温度升高，奥氏体形成的孕育期变短，相变时间变短（3）加热温度升高，奥氏体界面浓度差）加热温度升高，奥氏体界面浓度差?C
12、减小，向减小，向F体和体和Fe3C的长大速度均增加；的长大速度均增加；（4）加热温度升高，奥氏体向）加热温度升高，奥氏体向F体一侧比向体一侧比向Fe3C一侧的推移速一侧的推移速度快，度快，F体瞬间消失，残余体瞬间消失，残余Fe3C增加；增加；（5）加热温度升高形核速度）加热温度升高形核速度I比快长大速度比快长大速度G增加的速度快，奥增加的速度快，奥氏体晶粒细化（提高强韧性）氏体晶粒细化（提高强韧性）2.原始组织的影响原始组织的影响（1）原始组织越细，碳化物越分散，）原始组织越细，碳化物越分散，P体片层间距越小，相体片层间距越小，相界面越多，形核率越大，同时，浓度梯度界面越多，形核率越大，同时，
13、浓度梯度dc/dx增加，长增加，长大速度大速度G均增加；均增加；（2）片状）片状P体相界面大而薄，易于溶解，因此原始组织为片体相界面大而薄，易于溶解，因此原始组织为片状状P体比粒状体比粒状P体形成速度快。体形成速度快。3.化学成分的影响化学成分的影响（1）随）随C%增加，碳化物数量增加，增加，碳化物数量增加，F/Fe3C相界面增加，相界面增加，奥氏体的形成速度加快；奥氏体的形成速度加快；（2）合金元素不影响奥氏体的形成机制，但影响其形成速）合金元素不影响奥氏体的形成机制，但影响其形成速度。主要体现在以下几方面：度。主要体现在以下几方面：（）影响）影响C在奥氏体中的扩散速度在奥氏体中的扩散速度。
14、碳化物形成元素（。碳化物形成元素（Cr、Mo、W、V等）大大减小等）大大减小C的扩散速度，故显著减小奥氏体的形成速度；非碳的扩散速度，故显著减小奥氏体的形成速度；非碳化物形成元素（化物形成元素（Co、Ni）能增加）能增加C的扩散速度，故加速了奥氏体的形的扩散速度，故加速了奥氏体的形成速度；非碳化物形成元素（成速度；非碳化物形成元素（Si、Al、Mn等）对等）对C的扩散速度影响不的扩散速度影响不大，故对奥氏体的形成速度无显著影响。大，故对奥氏体的形成速度无显著影响。（）合金元素改变了钢的临界温度）合金元素改变了钢的临界温度，故改变了过热度：，故改变了过热度：Ni、Mn、Cu等可使等可使A1点降低
15、，使点降低，使?T增大，因而相变驱动力增加，形成速度增加；增大，因而相变驱动力增加，形成速度增加；Cr、Mo、Ti、W等使等使A1点升高，使点升高，使?T降低，减小奥氏体的形成速降低，减小奥氏体的形成速度度.（）合金元素在）合金元素在P体中分布不均匀体中分布不均匀，碳化物形成元素主要在，碳化物形成元素主要在Fe3C中，中，非碳化物形成元素主要存在于共析铁素体中，在碳化物溶解后，除了非碳化物形成元素主要存在于共析铁素体中，在碳化物溶解后，除了奥氏体中奥氏体中C的均匀化外，还包括合金元素的均匀化，因此合金钢的奥的均匀化外，还包括合金元素的均匀化，因此合金钢的奥氏体化时间更长。氏体化时间更长。2.2
16、.4 连续加热时奥氏体的形成连续加热时奥氏体的形成特点特点图图2-9 珠光体向奥氏体转变动力学曲线珠光体向奥氏体转变动力学曲线?奥氏体形成是在一个温度范围内完成的。奥氏体形成是在一个温度范围内完成的。?随加热速度增大，转变趋向高温，且转变温度随加热速度增大，转变趋向高温，且转变温度范围扩大，而转变速度则增大。范围扩大，而转变速度则增大。?随加热速度增大，随加热速度增大，C，Fe原子来不及扩散，所原子来不及扩散，所形成的奥氏体成分不均匀性增大。形成的奥氏体成分不均匀性增大。?快速加热时，奥氏体形成温度升高，可引起奥快速加热时，奥氏体形成温度升高，可引起奥氏体氏体起始晶粒细化起始晶粒细化；同时，剩
17、余渗碳体量也增多，；同时，剩余渗碳体量也增多，形成奥氏体的平均碳含量降低。形成奥氏体的平均碳含量降低。2.3 奥氏体晶粒长大及其控制奥氏体晶粒长大及其控制2.3.1 奥氏体晶粒度奥氏体晶粒度?奥氏体晶粒大小用晶粒度表示，通常分为奥氏体晶粒大小用晶粒度表示，通常分为8级，级，1级最粗，级最粗，8级最细，级最细，8级以上为超细晶粒。级以上为超细晶粒。?晶粒度级别与晶粒大小的关系晶粒度级别与晶粒大小的关系n=2N-1(2-5)n-X100倍时，晶粒数倍时，晶粒数/in2N-晶粒度级别晶粒度级别N123456d(m)25017712588624478910312215.611图图2-10 X100倍倍
18、晶粒度晶粒度?奥氏体晶粒度有三种：奥氏体晶粒度有三种：初始晶粒度初始晶粒度-奥氏体形成刚结束，奥氏体形成刚结束，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。初始晶粒一般很细小，大小不均，小。初始晶粒一般很细小，大小不均，晶界弯曲。晶界弯曲。实际晶粒度实际晶粒度-钢经热处理后所获得钢经热处理后所获得的实际奥氏体晶粒大小。的实际奥氏体晶粒大小。本质晶粒度本质晶粒度-表示钢在一定加热条件下奥表示钢在一定加热条件下奥氏体晶粒长大的氏体晶粒长大的倾向性倾向性。在在93010，保温，保温38小时后测定：小时后测定：14级级-本质粗晶粒钢本质粗晶粒钢，晶粒容易长大。，晶粒容易长大。5
19、8级级-本质细晶粒钢，本质细晶粒钢，晶粒不容易长大。晶粒不容易长大。Ac1930图图2-11 加热温度对奥氏体晶粒大小的影响加热温度对奥氏体晶粒大小的影响2.3.2 奥氏体晶粒长大机制奥氏体晶粒长大机制(1)晶粒长大的驱动力晶粒长大的驱动力?驱动力来自驱动力来自总的晶界能的下降总的晶界能的下降。?对于对于球面晶界球面晶界，有一，有一指向曲率中指向曲率中心心的驱动力的驱动力P作用于晶界。作用于晶界。P?2?R(2?6)?比界面能R?球面曲率半径，如为平直晶界，R?，P?0。RP图图2-12 球面晶界长球面晶界长大驱动力示意图大驱动力示意图?公式公式(2-6)的推导的推导:?面积为面积为A的晶界如
20、果移动的晶界如果移动dx距离时，体系总的距离时，体系总的Gibbs自由自由能变化为能变化为dGt，则沿，则沿x方向有力方向有力P作用于晶界上，构成晶界移作用于晶界上，构成晶界移动的驱动力。动的驱动力。?图图2-13中中A、B晶粒间的晶界晶粒间的晶界构成一曲率半径为构成一曲率半径为R的球面。的球面。2图图2-13双晶体中的双晶体中的A、B两晶粒，其中两晶粒，其中B晶粒呈球晶粒呈球状存在于状存在于A晶粒中。晶粒中。1 dGt1?d(4?R?)2?P?2Adx4?RdRR图图2-14 大晶粒吃掉小晶粒示大晶粒吃掉小晶粒示图图2-15 晶粒大小均匀一致晶粒大小均匀一致意图意图(箭头表示晶界迁移方向箭头
21、表示晶界迁移方向)时稳定的二维结构时稳定的二维结构图图2-16 顶角均为顶角均为1200的多边形晶粒的多边形晶粒图图2-17 三维晶粒的稳定形三维晶粒的稳定形状状-Kelvin正十四面体正十四面体大晶粒将吃大晶粒将吃掉小晶粒掉小晶粒?为保持三晶界交会为保持三晶界交会处的界面张力平衡，处的界面张力平衡，交交 会会 处处 的的 面面 角角 应应 为为120o，晶界将弯曲成，晶界将弯曲成曲率中心在小晶粒一曲率中心在小晶粒一侧的曲面晶界。侧的曲面晶界。?大晶粒将吃掉小晶大晶粒将吃掉小晶粒，使总晶界面积减粒，使总晶界面积减少，少，总的界面能降低总的界面能降低。图图2-18 大晶粒和小晶粒的大晶粒和小晶粒
22、的几何关系几何关系(2)晶界迁移阻力晶界迁移阻力?晶界向右迁移时，奥氏晶界向右迁移时，奥氏体晶界面积将增加，所受体晶界面积将增加，所受的最大阻力为：的最大阻力为：Fmax3f?2 r(2?7)f?第二相微粒的体积分数图图2-19 Zener微粒钉微粒钉扎晶界模型扎晶界模型r?第二相微粒的半径?由式（由式（2-7）可知：）可知：?当第二相微粒所占的体积分数当第二相微粒所占的体积分数 f 一定一定时，第二相粒子越细小（时，第二相粒子越细小（r越小），提越小），提供的对晶界迁移的总阻力越大。供的对晶界迁移的总阻力越大。?反之，当第二相微粒粗化时，对晶反之，当第二相微粒粗化时，对晶界迁移的总阻力将会变
23、小。界迁移的总阻力将会变小。(3)奥氏体晶粒长大过程奥氏体晶粒长大过程孕育期：温度愈高，孕育期：温度愈高，孕育期愈短。孕育期愈短。不均匀长大期：粗不均匀长大期：粗细晶粒共存。细晶粒共存。均匀长大期：细小均匀长大期：细小晶粒被吞并后，缓晶粒被吞并后，缓慢长大。慢长大。图图2-20 奥氏体晶粒长大过程奥氏体晶粒长大过程2.3.3 影响奥氏体晶粒长大的因素影响奥氏体晶粒长大的因素(1)加热温度和保温时间加热温度和保温时间?表现为表现为晶界的迁移晶界的迁移，实质上是原子，实质上是原子在晶界附近的在晶界附近的扩散扩散过程。过程。?晶粒长大速度与晶粒长大速度与 晶界迁移速率晶界迁移速率 及晶及晶粒长大粒长
24、大驱动力驱动力成正比。成正比。?Qm?V?Kexp?RT?RK?常数Qm?晶界移动激活能(2?8)?随随加热温度加热温度 升高，升高，奥氏体晶粒长大速度奥氏体晶粒长大速度成指数关系迅速增大。成指数关系迅速增大。?加热温度升高时，加热温度升高时，保温时间保温时间 应相应缩短，应相应缩短，这样才能获得这样才能获得 细小的细小的奥氏体晶粒奥氏体晶粒。图图2-21 奥氏体晶粒大小与加奥氏体晶粒大小与加热温度、保温时间的关系热温度、保温时间的关系（2）加热速度的影响）加热速度的影响?加热速度越大，奥氏体的实际形成温加热速度越大，奥氏体的实际形成温度越高，度越高，形核率与长大速度之比（形核率与长大速度之比
25、（N/G）随之增大，可以获得细小的随之增大，可以获得细小的 起始晶粒度起始晶粒度。?快速加热并且快速加热并且 短时间保温短时间保温 可以获得细可以获得细小的奥氏体晶粒度。小的奥氏体晶粒度。?如果此时长时间保温，由于起始晶粒如果此时长时间保温，由于起始晶粒细小，加上实际形成温度高，奥氏体晶粒细小，加上实际形成温度高，奥氏体晶粒很容易长大。很容易长大。（3）钢的碳含量的影响）钢的碳含量的影响?碳在固溶于奥氏体的情况下，碳在固溶于奥氏体的情况下，由于由于提高了铁提高了铁的自扩散系数，将促进晶界的迁移，使奥氏体晶的自扩散系数，将促进晶界的迁移，使奥氏体晶粒长大。粒长大。共析碳钢最容易长大共析碳钢最容易
26、长大。?当碳以未溶二次渗碳体形式存在时，当碳以未溶二次渗碳体形式存在时，由于由于其其阻碍晶界迁移，所以将阻碍奥氏体晶粒长大。阻碍晶界迁移，所以将阻碍奥氏体晶粒长大。过过共析碳钢共析碳钢的加热温度一般选在的加热温度一般选在Ac1-Accm两相两相区，为的就是保留一定的残留渗碳体。区，为的就是保留一定的残留渗碳体。（4）合金元素的影响）合金元素的影响?Mn，P促进奥氏体晶粒长大：促进奥氏体晶粒长大：Mn-在奥氏体晶界偏聚，提高在奥氏体晶界偏聚，提高晶界能晶界能；P-在奥氏体晶界偏聚，提高在奥氏体晶界偏聚，提高铁的自扩散系数铁的自扩散系数。?强碳氮化物形成元素强碳氮化物形成元素Ti，Nb，V形成高熔
27、形成高熔点难溶碳氮化物（如点难溶碳氮化物（如TiC，NbN），阻碍晶界），阻碍晶界迁移，细化奥氏体晶粒。迁移，细化奥氏体晶粒。Nb TiZr VWMoCrSiNi Cu阻碍作用强阻碍作用强阻碍作用弱阻碍作用弱（5）冶炼方法）冶炼方法（原始组织）（原始组织）?用用Al脱氧，可脱氧，可形成形成 AlN-本质细晶粒钢本质细晶粒钢?用用Si、Mn脱氧脱氧-本质粗晶粒钢本质粗晶粒钢图图2-22奥氏体晶粒直径与加热温度的关系奥氏体晶粒直径与加热温度的关系1-不含铝的不含铝的C-Mn钢钢2-含含Nb-N钢钢奥氏体晶粒大小的控制奥氏体晶粒大小的控制?从以上分析看：凡提高扩散的因素，如温度、时间，均能从以上分析
28、看：凡提高扩散的因素，如温度、时间，均能加快加快A长大。第二相颗粒体积分数长大。第二相颗粒体积分数f 增大，线度增大，线度r减小，均能减小，均能阻止阻止A长大。提高起始晶粒度的均匀性与促使晶界平直化均长大。提高起始晶粒度的均匀性与促使晶界平直化均能降低驱动力，减弱能降低驱动力，减弱A长大。长大。1、凡提高、凡提高D的因素均加快奥氏体晶粒长大；的因素均加快奥氏体晶粒长大；2、存在未溶的碳化物等第二相质点均阻碍奥氏体晶粒长大；、存在未溶的碳化物等第二相质点均阻碍奥氏体晶粒长大；3、调整工艺参数，提高起始晶粒的均匀性，阻碍奥氏体晶粒、调整工艺参数，提高起始晶粒的均匀性，阻碍奥氏体晶粒长大。长大。?控
29、制方法控制方法：1、利用、利用Al脱氧，形成脱氧，形成AlN质点，细化晶粒，细晶粒钢质点，细化晶粒，细晶粒钢2、利用难熔强碳化物形成合金元素形成碳化物、氮、利用难熔强碳化物形成合金元素形成碳化物、氮化物细化晶粒化物细化晶粒；3、采用快速加热，短时保温的办法来获得细小晶粒、采用快速加热，短时保温的办法来获得细小晶粒4、控制钢的热加工工艺和预备热处理工艺。、控制钢的热加工工艺和预备热处理工艺。过热、过烧及其校正过热、过烧及其校正一、过热及其校正一、过热及其校正、过热：、过热：加热转变终了时所得奥氏体晶粒一般均较细加热转变终了时所得奥氏体晶粒一般均较细小。但如果在转变终了继续升高温度，则如前所述，奥
30、氏小。但如果在转变终了继续升高温度，则如前所述，奥氏体晶粒将继续长大。如果仅仅是晶粒长大而在晶界上并未体晶粒将继续长大。如果仅仅是晶粒长大而在晶界上并未发生能使晶界弱化的某些变化，则被称为发生能使晶界弱化的某些变化，则被称为过热过热。过热将使随后的缓冷所得的铁素体晶粒、珠光体团以过热将使随后的缓冷所得的铁素体晶粒、珠光体团以及随后的快冷所得的马氏体组织变粗，这将及随后的快冷所得的马氏体组织变粗，这将使钢的强度和使钢的强度和韧性变坏。韧性变坏。因此必须用再次热处理来校正由于加热不当而因此必须用再次热处理来校正由于加热不当而出现的过热现象。出现的过热现象。2、遗传：遗传：相变时产物保留了原始组织的
31、宏观或微观相变时产物保留了原始组织的宏观或微观的某些特征的现象的某些特征的现象。遗传有组织遗传和相遗传。遗传有组织遗传和相遗传。?组织遗传：校正过热时，如果加热不当，虽然再次组织遗传：校正过热时，如果加热不当，虽然再次加热的温度并不高，但是只能得到与原过热组织加热的温度并不高，但是只能得到与原过热组织相同的粗大奥氏体晶粒，这种现象称为相同的粗大奥氏体晶粒，这种现象称为 组织遗传组织遗传。组织遗传使力学性能降低，是一种有害现象。组织遗传使力学性能降低，是一种有害现象。?3、过热组织的校正、过热组织的校正?引起组织遗传的原因是：淬火态组织快加热或慢加热时均引起组织遗传的原因是：淬火态组织快加热或慢
32、加热时均可得到与原奥氏体晶粒完全相同或相近的粗大奥氏体晶粒。可得到与原奥氏体晶粒完全相同或相近的粗大奥氏体晶粒。校正过热组织、消除组织遗传的办法大致有以下几种：校正过热组织、消除组织遗传的办法大致有以下几种：（）由于控温不当导致加热温度过高，在已经引起过热（）由于控温不当导致加热温度过高，在已经引起过热的情况下，应采用较缓慢的冷却以获得平衡态组织，再次的情况下，应采用较缓慢的冷却以获得平衡态组织，再次加热到正常温度即可获得细晶粒奥氏体。加热到正常温度即可获得细晶粒奥氏体。（）如果过热后仍进行淬火，得到粗大的不平衡组织，则（）如果过热后仍进行淬火，得到粗大的不平衡组织，则应采取以下方法进行校正以
33、消除组织遗传：应采取以下方法进行校正以消除组织遗传：采用中速加热以获得细晶粒奥氏体；采用中速加热以获得细晶粒奥氏体；采用快速或慢速加热到高出上临界点采用快速或慢速加热到高出上临界点150200 的温的温度使粗晶粒通过再结晶而细化。度使粗晶粒通过再结晶而细化。先进行一次退火以获得平衡组织，然后再进行加热。先进行一次退火以获得平衡组织，然后再进行加热。?二、过烧及其校正二、过烧及其校正1、过烧：过烧：如果加热温度过高，不仅奥氏体晶粒已经长大，如果加热温度过高，不仅奥氏体晶粒已经长大，而且在奥氏体晶界上也已发生了某些能使晶界弱化的变化，而且在奥氏体晶界上也已发生了某些能使晶界弱化的变化，称之为过烧。
34、称之为过烧。过热与过烧的区别在于奥氏体晶界是否发生过热与过烧的区别在于奥氏体晶界是否发生弱化。弱化。2、相遗传：相遗传：过烧可以导致断口遗传，即过烧可以导致断口遗传，即相遗传相遗传。即在过烧。即在过烧的情况下，虽经再次适当加热淬火消除了粗大晶粒而得到的情况下，虽经再次适当加热淬火消除了粗大晶粒而得到了细晶粒奥氏体，但在冲断时仍得到了与原粗大奥氏体晶了细晶粒奥氏体，但在冲断时仍得到了与原粗大奥氏体晶粒相对应的粗晶断口。粒相对应的粗晶断口。?3、过烧组织的校正：、过烧组织的校正：?过烧不易消除，消除的主要方法有：过烧不易消除，消除的主要方法有：（1）、重新加热到引起过烧的温度，以极慢的速度冷却；）
35、、重新加热到引起过烧的温度，以极慢的速度冷却；（2）、重新加热到引起过烧的温度，冷至室温，再加热到）、重新加热到引起过烧的温度，冷至室温，再加热到较前次低较前次低100150的温度，再冷至室温。如此重复加热、的温度，再冷至室温。如此重复加热、冷却，直到正常加热温度以下为止；冷却，直到正常加热温度以下为止；（3）、重新煅造；）、重新煅造；（4）、进行多次正火。）、进行多次正火。?一般热处理时大多不会发生过烧，但在焊接件热影响区中一般热处理时大多不会发生过烧，但在焊接件热影响区中有可能出现过烧。有可能出现过烧。?4、烧毁、烧毁：如进一步提高加热温度，奥氏体晶界将首先开如进一步提高加热温度，奥氏体晶界将首先开始熔化，称为烧毁。烧毁不能用热处理方法加以校正。始熔化，称为烧毁。烧毁不能用热处理方法加以校正。练习题练习题1综述奥氏体的主要性能。奥氏体的形成优先在/Fe3C相界面上形核？2画出Fe-Fe3C亚稳平衡图，说明加热时奥氏体的形成机理。3.简述影响奥氏体等温形成速度的主要因素。4综述奥氏体晶粒度的概念，说明如何控制获得细晶粒奥氏体。5设Fe的点阵常数为3.64?，C的原子半径为0.77?，解：若平均2.5个Fe晶胞中溶入一个C原子，则单胞的相对膨胀量为多大？
