钢的热处理

第1章 金属固态相变概论

1.1 金属固态相变的主要类型

1.1.1 平衡转变

1.1.2 不平衡转变

1.2 金属固态相变的主要特点

1.2.1 相界面

1.2.2 两相间的晶体学关系（取向关系与惯习面）

1.2.3 应变能

1.2.4 晶体缺陷的作用

1.2.5 形成过渡相

1.3 固态相变时的形核

1.3.1 均匀形核

1.3.2 非均匀形核

1.4 固态相变时的晶核长大

1.4.1 新相长大机理

1.4.2 新相长大速度

1.5 固态相变动力学

复习思考题

参考文献

第2章 钢的加热转变

2.1 奥氏体的形成

2.1.1 奥氏体的性能

2.1.2 奥氐体形成的条件

2.2 奥氏体形成的机理

2.2.1 珠光体类组织向奥氏体的转变

2.2.2 马氏体向奥氏体的转变

2.3 奥氏体形成的动力学

2.3.1 奥氏体等温形成动力学

2.3.2 连续加热时奥氏体形成动力学

2.3.3 奥氏体形成动力学的理论处理

2.3.4 影响奥氏体形成速度的因素

2.4 奥氏体晶粒的长大及其控制

2.4.1 研究奥氏体晶粒长大的必要性

2.4.2 晶粒度的概念

2.4.3 奥氏体晶粒长大的特点

2.4.4 影响奥氏体晶粒长大的因素

2．4.5 奥氏体晶粒大小的控制及其在生产中的应用

2.4.6 粗大奥氏体晶粒的遗传及其阻断

复习思考题

参考文献

第3章 珠光体转变与钢的退火和正火

3.1 钢的冷却转变概述

3.1.1 IT图

3.1.2 CT图

3.2 珠光体的组织和性质

3.2.1 珠光体的组织形态和晶体学

3.2.2 珠光体的机械性能

3.3 珠光体转变机理

3.3.1 一般概述

3.3.2 珠光体转变的领先相

3.3.3 珠光体的长大方式

3.4 珠光体转变的动力学

3.4.1 珠光体转变动力学的特点

3.4.2 珠光体转变动力学研究

3.4.3 影响珠光体转变动力学的其他因素

3.5 先共析转变

3.5.1 发生先共析转变的条件

3.5.2 先共析相的形态

3.6 合金钢中其他类塑的奥氏体高温分解转变

3.6.1 特殊碳化物珠光体

3.6.2 纤维状碳化物与铁素体的聚合体

3.6.3 相间沉淀组织

3.6.4 合金元素对特殊碳化物形态的影响

3.6.5 高温区直接转变产物的机械性能

3.7 钢的退火和正火

3.7.1 钢的退火

3.7.2 钢的正火

……

第4章 马氏体转变

第6章 钢的过冷奥氏体转变图

第7章 钢的淬火

第8章 回火转变与钢的回火

第9章 钢的化学热处理

第10章 特殊热处理

附录

附录一

附录二

附录三2100433B

本书是根据原航空工业部教材编审定的教学大纲，在由国防工业出版社1985年出版的“钢的热处理（原理和工艺）”教材的基础上重新修订而成，主要阐述有关钢的热处理的基本原理和工艺，并适当反映了近年来国内外在这方面的某些新理论、新成果和新发现。

本书是高等工科院校金属材料及热处理专业的教材，也可供从事金属材料及热处理工作的工程技术人员参考。

本丛书共七本，即《钢的化学热处理》、《结构钢及其热处理》、《工具钢及其热处理》、《不锈钢及其热处理》、《真空热处理》、《淬火冷却技术及淬火介质》、《燃料热处理炉》。

《钢的化学热处理》一书内容丰富，涵盖了常规化学热处理的工艺，突出了质量检验、废品分析和测试技术。本丛书的指导思想是：先进技术与一般技术相结合，理论与实践相结合，使其具备教科书和手册的双重功能，既适用于广大工人、工程技术人员，又可作为高校师生的参考书。丛书汇集了近年来我国在材料热处理领域研究的新技术、新成果，突出了“新”字，同时又例举了大量成熟的生产工艺，工艺数据较多，强化了“用”字。

热处理盘条或钢丝半成品的热处理方式见钢丝热处理。热处理包括原料热处理、中间热处理和成品热处理3种类型。

(1)原料即盘条的热处理用在部分中高碳钢丝及合金钢丝的生产中，目的主要是改善盘条的组织及其不均匀性并消除内应力以提高盘条的塑性及冷拔性能。

(2)中间热处理是对钢丝半成品即中间线坯进行的热处理，主要目的是消除冷拔过程中产生的加工硬化，恢复线坯的塑性，以利于进一步拉拔。如生产中无成品热处理工序，则成品拉拔前的中问热处理还要求确保成品钢丝应具有的组织和性能。

(3)成品热处理在成品拉拔后进行，作用是使产品达到规定的组织与性能，是否进行决定于交货要求。

拉丝在拉丝机卷筒即绞盘(见拉丝机)的牵引下，盘条或中间线坯通过拉丝模模孔变形，达到减小断面改变形状以获得尺寸、形状、性能和表面质量都合乎要求的钢丝。钢丝的拉拔通常要进行多个道次，道次减面率(见面积减缩率)约在10%～40%之间。拉拔钢丝使用的模具主要有固定模、辊模(见辊模拉拔)、旋转模等，并以固定模为主。固定模即为由整体材料制作的外形呈圆饼状而中心开有孔型的拉丝模，模子在拉拔过程中固定不动。早期曾采用钢板模和冷硬铸铁模，以后由于不耐磨和使用寿命低而被淘汰。普遍采用硬质合金模，除了硬质合金外，天然钻石也是制模材料，但由于其资源稀少和价格昂贵，只局限于拉拔合金钢细丝和极细丝时使用。20世纪70年代以来又出现了用聚合多晶体、人造金刚石和刚玉陶瓷等制作的拉丝模。辊模为由2～4个可转动的辊子组成的模子。辊模拉拔通常用于拉制一些异形钢丝和难变形钢丝，但随着辊模装置刚性的提高、精度的改善和调整变得更加容易，其使用范围在不断拓宽。旋转模拉丝时模子的本体结构和固定模相同，但拉拔过程中，它在传动机构的驱动下围绕钢丝轴线旋转。优点是改变了拉拔时钢丝与模壁之间的摩擦力的方向，增加了作用在钢丝上的剪应力，使钢丝容易变形，从而可以减少拉拔力和拉拔功率；降低轴向摩擦力使拉拔时钢丝内外层的不均匀变形随之减少；由于模子高速旋转，模孔磨损变得均匀，钢丝的不圆度和表面粗糙度均有改善。但使用旋转模时钢丝易随模子而旋转甚至发生扭转，因此只局限于粗丝的拉拔。在使用固定模拉拔的情况下，若在钢丝的进口端施加后张力则形成反拉力拉拔；若对模子施加超声波振动则形成超声波拉丝；若采用静压或流体动力润滑则称为强制润滑拉拔。

冷拔过程中钢丝的组织与力学性能发生变化，产生加工硬化。随着冷变形程度的增加，一般钢丝的抗拉强度、硬度、弹性极限等增加，而延伸率、断面收缩率等下降。由于存在加工硬化，所以当拉拔的变形程度达到一定值后，由于钢丝冷加工性能的显著下降而不适宜再继续拉拔，需要进行中间热处理以恢复其加工性能，一般一个拔程的减面率约为70%～90%。因此，钢丝生产的工艺流程具有往复循环的特点。

拉丝机的能力一般以其卷筒直径的大小和卷简的数量来表示。拉丝机的拉拔速度与钢丝的钢种、直径、热处理的质量、润滑和冷却条件、变形程度、拉丝机的结构以及盘条的盘重等有关。随着钢丝生产的现代化，拉拔速度在不断提高。

为了减少摩擦，降低拉拔力和模耗以及获得表面光洁、尺寸和形状合乎要求的产品，拉拔时必须使用润滑剂润滑。使用固体润滑剂时称为干式拉丝；使用润滑剂水溶液并在其中完成拉拔过程的称湿式拉丝，所用的设备是水箱拉丝机。

在拉拔过程中，由于摩擦及变形功的转化生热，钢丝和模子的温度升高，特别在高速拉拔时温升更为显著(见拉丝发热)。模子温度的上升会影响其使用寿命，而钢丝温度的上升则会使其韧性(扭转和弯曲性能)下降。为了降低温升，必须对模子和卷筒进行冷却，钢丝的直接水冷也得了开发(见拉丝冷却)。