金属材料组织(zǔzhī)清华大学工程材料剖析为什么热处理后材料(cáiliào)性能会改变？热处理后材料(cáiliào)内部的微观结构（组织）发生变化，使材料(cáiliào)性能改变。热处理工艺曲线钢加热奥氏体化后，冷却(lěngquè)的方式有两种：(1)等温处理将钢迅速冷却(lěngquè)到临界点以下的给定温度，进行保温，恒温转变。钢在加热(jiārè)时的转变一、奥氏体的形成1.钢在加热(jiārè)时的临界温度大多数热处理工艺将钢加热(jiārè)到临界温度以上，获得全部或部分奥氏体组织，进行奥氏体化。2.钢在加热时的组织转变共析钢加热到Ac1以上时，珠光体将转变为奥氏体。四个过程：奥氏体晶核形成、奥氏体晶核长大、剩余(shèngyú)渗碳体溶解、奥氏体成分均匀化。二、影响奥氏体转变速度的因素1.加热温度(wēndù)随加热温度(wēndù)的提高,奥氏体化速度加快。2.加热速度加热速度越快，发生转变的温度(wēndù)越高，转变所需的时间越短。三、钢的奥氏体晶粒度钢的奥氏体晶粒大小根据标准晶粒度等级图确定(quèdìng)。标准晶粒度分为8级，1～4级为粗晶粒度，5～8级为细晶粒度。1.实际晶粒度和本质晶粒度实际晶粒度：某一具体热处理或热加工条件(tiáojiàn)下的奥氏体的晶粒度。实际晶粒度决定钢的性能。2.影响奥氏体晶粒度的因素（1）加热(jiārè)温度和保温时间加热(jiārè)温度升高，晶粒逐渐长大。温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。钢在冷却(lěngquè)时的转变当温度在A1以上时,奥氏体是稳定的。一、过冷奥氏体的等温转变(zhuǎnbiàn)1.共析钢过冷奥氏体的等温转变(zhuǎnbiàn)用等温转变(zhuǎnbiàn)曲线(TTT曲线、C曲线)来分析。共析钢过冷奥氏体等温转变：二个转变区（1）高温转变珠光体转变区（A1～550℃）：过冷奥氏体转变产物(chǎnwù)为珠光体型组织。(2)中温转变贝氏体转变区（550℃～Ms）：过冷奥氏体的转变产物(chǎnwù)为贝氏体型组织。下贝氏体(下B)在350℃～Ms之间转变产物。光学显微镜下为黑色针状,电子显微镜下可看到在铁素体针内沿一定(yīdìng)方向分布着细小的碳化物(Fe2.4C)颗粒。2.亚共析钢过冷奥氏体的等温转变转变曲线多一条(yītiáo)过冷奥氏体转变为铁素体的转变开始线。亚共析钢随着碳含量的增加，C曲线位置往右移，同时Ms、Mf线住下移。高温(gāowēn)转变区过冷奥氏体一部分转变为铁素体。剩余的过冷奥氏体再转变为珠光体型组织。3.过共析钢过冷奥氏体的等温转变过共析钢过冷A的C曲线(qūxiàn)的上部为过冷A中析出二次渗碳体开始线。当加热温度为Ac1以上30～50℃时，过共析钢随着碳含量的增加,C曲线(qūxiàn)位置向左移,同时Ms、Mf线往下移。过共析钢的过冷A在高温转变(zhuǎnbiàn)区,将先析出Fe3CII,其余的过冷A再转变(zhuǎnbiàn)为珠光体型组织。二、过冷奥氏体的连续冷却(lěngquè)转变1.共析钢过冷奥氏体的连续冷却(lěngquè)转变(1)共析钢过冷A的连续冷却(lěngquè)转变曲线与共析钢的TTT曲线相比,共析钢的CCT曲线稍靠右靠下一点(yīdiǎn)。可用TTT曲线分析连续转变过程。(2)过冷奥氏体低温转变☆老师(lǎoshī)提示：重点内容马氏体转变区转变温度在Ms～Mf之间。过冷A快速冷却，转变为马氏体。①马氏体转变特点:a.过冷A转变为M是一种非扩散型转变铁和碳原子都不进行扩散。铁原子沿奥氏体一定晶面,集体地按一定角度进行切变,使面心立方晶格改组为体心正方晶格。碳原子原地不动，过饱和地留在新组成的晶胞(jīnɡbāo)中,增大了其正方度c/a。马氏体晶格(jīnꞬꞬé)：体心正方晶格(jīnꞬꞬé)b.马氏体的形成速度很快奥氏体冷却到Ms点以下(yǐxià)后,无孕育期,瞬时转变为马氏体。随着温度下降，过冷A不断转变为马氏体,是一个连续冷却的转变过程。d.马氏体转变不彻底总要残留(cánliú)少量奥氏体。残余奥氏体的含量与MS、Mf的位置有关。奥氏体中的碳含量越高，则MS、Mf越低，残余A含量越高。碳质量分数少于0.6%时,残余A可忽略。②马氏体的形态(xíngtài)●碳质量分数在0.25%以下时，为板条马氏体（低碳马氏体）。在显微镜下为一束束平行排列的细板条。在高倍透射电镜下可看到板条马氏体内有大量位错缠结的亚结构，所以也称位错马氏体。马氏体形态(xíngtài)与碳质量分数的关系③马氏体的特点a.硬度很高硬度随马氏体的碳质量(zhìliàn