紧固件技术知识-钢的热处理原理

一、钢加热时的A化过程

   

   1.共析钢   P在加热温度大余等于Ac1时，转化为A.

   

    
   其转化可分为以下四个阶段：① A形核 ②A晶核长大 ③残余Fe3C溶解 ④ A均匀化

   

   A形成必须要有一定的过热度△T，提供相变驱动力△G

   

   ① A形核,成核位置通常在F和 Fe3C两相界面上。

   

   ② A晶核长大，形核后同时向F和Fe3C两个相界面推移，F晶格重构成面心立方，Fe3C不断溶解，向A提供C分。重构速度比Fe3C溶解速度快，所以F先溶解，剩余Fe3C通过C原子扩散，从而使A均匀化。亚共析钢和过共析钢要分别加热到Ac3或 Accm以上才能完全转变为A。  

   

   二、 A晶粒大小

   

   晶粒大小对冷却转变过程及其所获得的组织与性能均有很大影响。因此，掌握A晶粒长大的规律性及控制A晶粒度的方法，对于热处理实践具有很重要的意义

   

   1.A化后晶粒长大

   

   A化后，随着温度升高或保温时间延长，A晶粒会不断长大

   

   2.A晶粒大小指标

   

   ① 晶粒度：晶粒直径的平均值。根据GB6394-86，A晶粒度一般分10个级别（标准照片对照），数字越大，晶粒越细。1-4级，粗晶粒；5-10级细晶粒；10级以上超细，也有比1级还粗的0级、-1级等。

   

   ② 起始晶粒度：A形成刚结束，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。与A长大倾向性有关，还与化学成分有关。

   

   3.影响A长大因素:

   

   ① 内因：钢的成分、组织决定它具有一定的A长大倾向性。

   

   长大倾向性：同样条件下，有些晶粒容易长大，因钢种的不同而不同，甚至对同一种钢，由于冶炼方法不同，在同样加热条件下也可以表现出不同的晶粒长大倾向性。

   

   a. 钢 C% ↑,亚共析钢易长大，过共析钢不易长大，共析钢最易长大。

   

   b. 合金元素  

   

   除Mn、P外，一般合晶元素均能阻止A晶粒长大，如V Ti Nb Al等分布在晶界形成难溶化合物均能强烈阻止A晶粒长大。

   

   c. 优质结构钢 、碳素工具钢、A晶粒不易长大

   

   ② 外因：加热条件  

   

   加热温度越高,保温时间越长，原子扩散越容易，晶界越易迁移,A 实际晶粒就越大。

   

   晶粒长大过程实际上是无数个晶粒同时长大的过程，是一种大晶粒吞并小晶粒的过程。