第 3 章钢的热处理

第3章钢的热处理 3.1 钢的热处理概述

3.1 钢的热处理概述 退火正火整体热处理淬火感应加热表面淬火热处理回火表面热处理火焰加热表面淬火渗碳电接触加热表面淬火化学热处理渗氮碳氮共渗钢的热处理是将钢在固态下加热到预定的温度，保温一定时间，然后以预定的方式冷却到室温，改变其内部组织结构，以获得所需性能的一种热加工工艺。

图钢在加热和冷却时各临界温度的实际位置 如图所示，A1、A3、Acm称为钢在加热和冷却过程中组织转变的临界温度线，它们是在非常缓慢加热或冷却条件下钢发生转变的温度。

但是在实际热处理加热条件下，相变是在不平衡条件下进行的，其相变点与相图中的相变温度有一些差异。但是在实际热处理加热条件下，相变是在不平衡条件下进行的，其相变点与相图中的相变温度有一些差异。由于过热和过冷现象的影响，加热时相变温度偏向高温，冷却时偏向低温，这种现象称为滞后。加热或冷却速度越快，则滞后现象越严重。通常把加热时的实际临界温度标以字母“c”，如Ac1、Ac3、Accm；而把冷却时的实际临界温度标以字母“r”，如Ar1、Ar3、Arcm等。

3.2 钢在加热和冷却时的转变 3.2.1 钢在加热时的转变大多数热处理工艺都要将钢加热到临界温度以上，获得全部或部分奥氏体组织，即进行奥氏体化,然后以不同速度冷却使奥氏体转变为不同的组织，得到钢的不同性能。因此掌握热处理规律，首先要研究钢在加热时的转变。

F 未溶Fe3C Fe3C A A 残余Fe3C A 1 奥氏体的形成 A形核 A长大 A 残余Fe3C溶解 A 均匀化

第一阶段：奥氏体的形核。 珠光体加热到Ac1线以上时，首先在碳浓度分布不均匀的铁素体和渗碳体相界面上形成奥氏体晶核，两相交界面越多，奥氏体晶核越多。（a）（b）（c）（d）图共析钢奥氏体的形成过程（a）奥氏体的形核；（b）奥氏体晶核的长大；（c）剩余渗碳体的溶解；（d）奥氏体成分的均匀化

第二阶段：奥氏体晶核的长大。 • 奥氏体晶核形成后，它的一侧与渗碳体相接，另一侧与铁素体相接，奥氏体晶核逐渐向铁素体和渗碳体两方向长大，与此同时又有新的晶核在铁素体和渗碳体相界面上形成，并随之长大，直到铁素体完全消失，奥氏体彼此相遇，形成一个个的奥氏体晶粒。

第三阶段：剩余渗碳体的溶解。 由于铁素体转变为奥氏体速度远高于渗碳体的溶解速度，在铁素体完全转变之后还有未溶解的剩余渗碳体存在，随着保温时间延长或继续升温，剩余渗碳体不断溶入奥氏体中。

第四阶段：奥氏体成分的均匀化。 当渗碳体全部溶解，奥氏体内的成分仍不均匀，在原铁素体区域形成的奥氏体含碳量偏低，在原渗碳体区域形成的奥氏体含碳量偏高，需保温足够时间，使碳原子充分扩散，奥氏体成分才可能均匀。

亚共析钢或过共析钢，当加热到Ac1线以上时，分别得到“A+F”或“A+Fe3CⅡ”组织，属于不完全奥氏体化。亚共析钢或过共析钢，当加热到Ac1线以上时，分别得到“A+F”或“A+Fe3CⅡ”组织，属于不完全奥氏体化。只有加热到Ac3或Accm以上时，才能完全奥氏体化。即亚共析钢或过共析钢奥氏体化的过程分两步，首先是珠光体的奥氏体化过程，其次是先共析相的奥氏体化过程。

2.奥氏体晶粒的长大及其控制措施 如钢中随着含碳量的增加，奥氏体晶粒长大倾向增大，但当含碳量超过某一限度时，奥氏体晶粒长大倾向又减小。若钢中加入适量能形成难熔碳化物或氮化物的合金元素，如Ti、Zr、V、Al、Nb等，能强烈阻碍奥氏体晶粒长大，达到细化晶粒的目的。可见为得到细小、均匀的奥氏体晶粒，应选择合适的钢种并控制加热温度和保温时间。通常，细小、均匀的奥氏体晶粒冷却后得到细小、均匀的组织，其力学性能指标中的强度、塑性、韧性较高。影响奥氏体晶粒大小的因素有很多，其中加热温度和保温时间的影响最显著。一般加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。其次，钢中加入合金元素，也会影响奥氏体晶粒长大。

3.2.2 过冷奥氏体的等温转变曲线 钢的奥氏体化是为随后的冷却作准备的，钢的最终性能取决于冷却转变后的组织。奥氏体化后的组织在不同的条件下冷却，可得到不同的组织和性能。当奥氏体温度在A1以上时, 奥氏体是稳定的。当温度降到A1以下，奥氏体是不稳定的，要发生转变，奥氏体即处于过冷状态，这种奥氏体称为过冷奥氏体。钢在冷却时的转变，实质上是过冷奥氏体的转变。过冷奥氏体的转变产物，决定于它的转变温度，而转变温度又主要与冷却的方式和速度有关。

保温温度临界温度热加连续冷却等温冷却时间 • 在热处理中，过冷奥氏体有两种冷却转变方式，等温冷却转变和连续冷却转变。

过冷奥氏体在不同温度等温保持时，保温温度与转变开始和转变结束时间以及转变产物的关系曲线图称为等温转变图或等温转变曲线（TTT图）。过冷奥氏体在不同温度等温保持时，保温温度与转变开始和转变结束时间以及转变产物的关系曲线图称为等温转变图或等温转变曲线（TTT图）。以共析钢为例，其等温转变曲线（TTT图）是将奥氏体化的共析钢在等温冷却条件下，通过实验的方法绘制的。该曲线反映了奥氏体在冷却时的转变温度、时间和转变量之间的关系。该曲线形状近似字母“C”，故简称C曲线。如下图所示。 A1线以上为奥氏体稳定区。 C曲线下部的两条水平线分别表示奥氏体向马氏体转变开始温度Ms和奥氏体向马氏体转变终了温度Mf，两条水平线之间为马氏体M和残余奥氏体A'的共存区。

温度 (℃) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 -100 0 1 10 102 103 104 时间(s) 共析碳钢 TTT 曲线建立过程示意图 A1

转变终了线 转变开始线珠光体区图共析钢过冷奥氏体等温转变曲线过冷奥氏体区转变产物区转变过渡区贝氏体区马氏体区

图中靠近纵坐标的第一条曲线a，反映过冷奥氏体相应于一定温度开始转变为其他组织的时间，称为转变开始线；图中靠近纵坐标的第一条曲线a，反映过冷奥氏体相应于一定温度开始转变为其他组织的时间，称为转变开始线；向右的第二条曲线b，反映过冷奥氏体相应于一定温度转变为其他组织的终了时间，称为转变终了线；在A1-As之间及转变开始线a以左的区域为过冷奥氏体区；转变终了线以右为转变产物珠光体或贝氏体区，Mf以下为转变产物马氏体区；而转变开始线与转变终了线之间为转变过渡区，同时存在奥氏体和珠光体或奥氏体和贝氏体。过冷奥氏体等温转变开始所经历的时间称为孕育期，它的长短标志着过冷奥氏体稳定性的大小。如图所示，共析钢在550℃左右孕育期最短，过冷奥氏体最不稳定，它是C曲线的“鼻尖”。实验表明，当过冷奥氏体快速冷至不同的温度区间进行等温转变时，可得到不同的产物及组织。

亚共析钢和过共析钢的等温转变与共析钢的等温转变略有不同。亚共析钢和过共析钢的等温转变与共析钢的等温转变略有不同。在发生珠光体转变前，亚共析钢要先析出铁素体，过共析钢先析出渗碳体。所以亚共析钢和过共析钢的等温转变图比共析钢等温转变图均多出一条先析线。

3.2.3 等温转变产物的组织与性能 过冷奥氏体转变可分为珠光体型转变、贝氏体型转变和马氏体型转变三种。 1.珠光体型转变温度在A1_550℃左右的温度范围内，过冷奥氏体转变产物是珠光体，即形成铁素体与渗碳体相间排列的片层状的机械混合物-珠光体组织，即珠光体转变。在珠光体转变中，由A1以下温度依次降到鼻尖的550℃左右，层片状组织的片间距离依次减小。一般片间距离越小，组织的硬度越高，托氏体的硬度高于索氏体，远高于粗珠光体。

根据片层的厚薄不同，这类组织又可细分为三种。根据片层的厚薄不同，这类组织又可细分为三种。第一种是珠光体，其形成温度为A1-650℃，片层较厚，一般在500倍的光学显微镜下即可分辨。用符号“P”表示。第二种是索氏体，其形成温度为650-600℃，片层较薄，一般在1000~1500倍光学显微镜下才可分辨。用符号“S”表示。第三种是托氏体，其形成温度为600-550℃，片层极薄，只有在电子显微镜下才能分辨。用符号“T”表示。

2.贝氏体型转变 过冷奥氏体在550℃-Ms的转变称为贝氏体转变。氏体也是由铁素体与渗碳体组成的机械混合物，用符号“B”表示。其形貌与渗碳体的分布与珠光体型不同，硬度也比珠光体型的高。根据贝氏体的组织形态和形成温度区间的不同又可将其分为上贝氏体与下贝氏体。共析钢在550-350℃温度区间，过冷奥氏体转变为上贝氏体B上，上贝氏体的特点是铁素体呈大致平行的条束状，从奥氏体晶界的一侧或两侧向奥氏体晶内伸展，渗碳体分布于铁素体条束之间，在光学显微镜下观察呈羽毛状；共析钢在350℃-Ms温度区间形成下贝氏体B下，在光学显微镜下观察呈黑色针状或竹叶状。

贝氏体的力学性能取决于贝氏体的组织形态。 下贝氏体不仅强度高，而且韧性好，具有良好的综合力学性能，上贝氏体性能较下贝氏体差。因此在钢的组织中希望得到下贝氏体，尽量避免得到上贝氏体。 3.马氏体转变当奥氏体急速冷却至Ms以下(对于共析钢为230℃以下)时，铁的面心立方晶格改组为体心正方晶格，碳原子不能进行扩散，过饱和地留在新组成的晶胞中，这种碳在α-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体，用符号“M”表示。

马氏体转变的特点是： 首先，它是一种非扩散型转变，产生很强的固溶强化。其次，马氏体的形成速度很快，奥氏体冷却到Ms以下后，瞬时转变为马氏体，马氏体的生成速度极快，随着温度下降，过冷奥氏体不断转变为马氏体,是一个连续冷却的转变过程。再次，马氏体的转变是不彻底的，总要残留少量奥氏体，称为残余奥氏体A‘，A’的含量与Ms、Mf的位置有关，奥氏体中的含碳量越高，则Ms、Mf越低，A‘含量越高。第四，马氏体形成时体积膨胀，在钢中造成很大的内应力，严重时导致开裂。

马氏体中碳质量分数在0.25%以下时，称为低碳马氏体，基本上是板条状马氏体，板条状马氏体在显微镜下为一束束平行排列的细板条；马氏体中碳质量分数在0.25%以下时，称为低碳马氏体，基本上是板条状马氏体，板条状马氏体在显微镜下为一束束平行排列的细板条；当碳质量分数大于1.0%时，称为高碳马氏体，大多数是针状马氏体，针状马氏体在光学显微镜中呈竹叶状或凸透镜状，碳质量分数在0.25%-1.0%之间时，为板条状马氏体和针状马氏体的混合组织。马氏体的硬度主要取决于其中的含碳量，含碳量越高，马氏体硬度越高。马氏体的塑性和韧性也与其含碳量有关，低碳板条状马氏体具有优良的强韧性，针状马氏体的硬度高，但塑性、韧性差。通过热处理可改变马氏体的形态，增加板条状马氏体的相对数量，从而显著提高钢的强韧性，这是一条可显著发挥钢材潜力的有效途径。

3.2.4 过冷奥氏体的连续冷却转变 在实际生产中，奥氏体大多数是在连续冷却过程中转变的。钢经奥氏体化后，在连续冷却过程中过冷奥氏体所发生的转变称为连续冷却转变。连续冷却转变图测定比较困难，常用等温转变曲线推测连续冷却条件下过冷奥氏体的转变。以下以共析钢为例加以说明。

把代表连续冷却时时间-温度关系的冷却曲线叠画在等温转变图上，如图所示。把代表连续冷却时时间-温度关系的冷却曲线叠画在等温转变图上，如图所示。根据它们与C曲线相交的位置可以大致估计其冷却转变情况。图中用V1-V4曲线代表热处理时四种常用的连续冷却方法。 V1曲线对应的冷却速度相当于炉冷。奥氏体将在A1以下的温度进行转变，得到层间距较大的珠光体组织。 V2曲线对应的冷却速度相当于风冷。转变产物一般为索氏体组织。 V3曲线对应的冷却速度相当于油冷。奥氏体在“鼻尖”附近分解为一小部分托氏体后，其余的奥氏体转变为马氏体，最后得到托氏体和马氏体的混合组织。 V4曲线对应的冷却速度相当于水冷。它不与C曲线相交，奥氏体过冷到Ms线以下进行马氏体转变。

图中有一条与“鼻尖”相切的冷却速度线Vk，Vk称为马氏体临界冷却速度。图中有一条与“鼻尖”相切的冷却速度线Vk，Vk称为马氏体临界冷却速度。过冷奥氏体冷却时冷却速度只有大于Vk，过冷奥氏体在冷却至Ms线以前才不发生任何转变，冷却至Ms线以下转变成马氏体。图在等温转变图上推测连续冷却转变的情况

3.3 钢的整体热处理工艺 对工件整体进行穿透性加热的热处理工艺称为整体热处理工艺。主要有退火、正火、淬火和回火等。一般退火与正火作为预备热处理，安排在铸造、锻造之后，切削加工之前，用以消除前一工序所带来的某些组织缺陷，为随后的工序作准备，对于一些受力不大、性能要求不高的机器零件，也可作最终热处理；淬火与回火相配合作为最终热处理，可强化钢材，提高零件或工件的使用性能。

3.3.1 退火 退火是把钢加热到适当的温度，经过一定时间的保温，然后缓慢冷却(一般为随炉冷却)，以获得接近平衡组织的热处理工艺。退火的主要目的是减轻钢的化学成分及组织的不均匀性，细化晶粒，降低硬度，消除内应力，以及为淬火做好组织准备。退火的种类很多，包括完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、再结晶退火及去应力退火等。

1. 完全退火 完全退火是把钢加热至Ac3以上20~30℃，保温一定时间后缓慢冷却(随炉冷却或埋入石灰和砂中冷却)，以获得接近平衡组织的热处理工艺。完全退火的目的是使粗大、不均匀的组织均匀化和细化，以提高性能；或使中碳以上的碳钢和合金钢得到接近平衡状态的组织，以降低硬度，改善切削加工性能。由于冷却速度缓慢，还可消除内应力。完全退火一般用于亚共析钢。低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。过共析钢完全退火，加热温度在Accm以上，会有网状的二次渗碳体沿奥氏体晶界析出，造成钢的强度、塑性和韧性的显著降低。

2. 等温退火 等温退火的加热温度与完全退火时基本相同，是将钢件加热到高于Ac3 (或Ac1)的温度,保温适当时间后，较快地冷却到Ar1以下珠光体区的某一温度，并等温保持，使奥氏体等温转变成珠光体，然后缓慢冷却的热处理工艺。等温退火的目的与完全退火相同，能获得均匀的组织，对于奥氏体较稳定的合金钢，可大大缩短退火时间。

3. 球化退火 球化退火是使钢中碳化物球状化的热处理工艺。球化退火目的是使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化，以降低硬度，改善切削加工性能，并为以后的淬火作组织准备。球化退火主要用于共析钢和过共析钢。过共析钢球化退火后的显微组织为在铁素体基体上分布着细小均匀的球状渗碳体。球化退火的加热温度为Ac1以上20℃-30℃，需要较长的保温时间来保证二次渗碳体的自发球化，保温后随炉冷却。对于有网状二次渗碳体的过共析钢，在球化退火之前应进行一次正火处理，以消除粗大的网状渗碳体，然后再进行球化退火。

4. 扩散退火 扩散退火是将钢加热到低于固相线100-200℃的温度，长时间保温(10-15h)，并进行缓慢冷却的热处理工艺，也称为均匀化退火。扩散退火目的是为了消除偏析，使成分均匀化。工件经扩散退火后，奥氏体的晶粒十分粗大，因此必须进行完全退火或正火处理来细化晶粒。由于扩散退火温度高、时间长、生产成本高，一般不轻易采用。只有一些优质的合金钢和偏析较严重的合金钢铸件才使用这种工艺。

5. 去应力退火 为消除铸造、锻造、焊接、切削、冷变形等冷热加工在工件中造成的残留内应力而进行的低温退火，称为去应力退火。去应力退火是将钢件加热至低于Ac1的某一温度(一般为500-650℃)，保温后随炉冷却，这种处理可以消除约50%-80%的内应力, 不引起组织变化。

3.3.2 正火 正火是将钢材或钢件加热到Ac3(对于亚共析钢)或Accm(对于过共析钢)以上30-50℃，保温适当时间后，使之完全奥氏体化，然后在空气中冷却，以得到珠光体型组织的热处理工艺。正火与完全退火相比，二者加热温度相同，但正火冷却速度较快，转变温度较低。因此，对于亚共析钢来说，相同钢正火组织中析出的铁素体数量较少，珠光体数量较多，且珠光体的片间距较小，对于过共析钢来说，正火可以抑制先共析网状渗碳体的析出，钢的强度、硬度和韧性较高。各种退火、正火的加热温度范围如图所示。

图常用退火和正火的加热温度范围

退火与正火的选择可从以下几方面考虑： 1）改善钢的切削加工性能方面对于含碳量低于0.25%的低碳钢或低碳合金钢，退火后硬度偏低，切削加工时易“粘刀”，应采用正火改善钢的切削加工性能；含碳量在0.25%-0.5%中碳钢既可采用退火，也可采用正火来改善切削加工性能，但一般用正火以降低成本，提高生产率；含碳量0.5%-0.7%的高碳钢则必须采用完全退火降低硬度，改善切削加工性能；含碳量高于0.75%的高碳钢或工具钢用球化退火作为预备热处理。如需要消除网状二次渗碳体用正火。

2) 使用性能方面 对于机械性能要求不高的结构钢零件，将正火作为最终热处理代替调质处理，可减少工序、节约能源、提高生产效率。 3) 经济性方面由于正火比退火生产周期短，操作简单，成本低。所以在满足钢的工艺性能和使用性能的前提下，尽量用正火代替退火工艺。

3.3.3 淬火 淬火是将钢件加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（共析钢与过共析钢）以上30~50℃范围的温度，保温后以大于vk的速度快速冷却，使奥氏体转变为马氏体(或下贝氏体)的热处理工艺。淬火的目的是为了获得马氏体，提高钢的力学性能。马氏体强化是钢的主要强化手段，淬火是钢的最重要的热处理工艺，也是热处理中应用最广泛的工艺之一。

1. 淬火冷却介质 淬火是冷却非常快的过程，为了得到马氏体组织，淬火冷却速度必须大于临界冷却速度vk。但冷却速度过快必然产生很大的淬火内应力，引起工件变形。因此，为使工件既能获得马氏体组织，同时又避免产生变形和开裂的理想淬火冷却曲线，如图所示。

图理想淬火冷却曲线

过冷奥氏体在400-600℃温度区间应快速冷却，以避免发生珠光体或贝氏体转变，在Ms点附近应尽量以较慢的冷却速度冷却，以减少马氏体转变时产生的内应力，减少工件淬火变形和防止开裂。过冷奥氏体在400-600℃温度区间应快速冷却，以避免发生珠光体或贝氏体转变，在Ms点附近应尽量以较慢的冷却速度冷却，以减少马氏体转变时产生的内应力，减少工件淬火变形和防止开裂。但是到目前为止，还找不到完全理想的淬火冷却介质。常用的淬火冷却介质有水、盐或碱的水溶液以及各种矿物油、植物油等。水是既经济又有很强冷却速度的淬火冷却介质，但在300-200℃温度区间冷却速度过大，冷却能力偏强，易使工件变形和开裂，不符合理想冷却介质的要求。为改善水的冷却性能，通常采用在水中加入质量分数为10%-15%的NaCl、NaOH或Na2CO3等物质。

盐水的淬火冷却能力比清水更强，对尺寸较大的碳钢件淬火非常有利。工件容易获得高硬度和光洁的表面，且不会产生淬不硬的软点。但是在300℃-200℃温度区间冷却速度很大，使工件变形加重，甚至发生开裂。此外，盐水对工件有锈蚀作用，淬火后的工件必须进行清洗。水和盐水用于形状简单、硬度要求高而均匀、变形要求不严格的碳钢的连续淬火。盐水的淬火冷却能力比清水更强，对尺寸较大的碳钢件淬火非常有利。工件容易获得高硬度和光洁的表面，且不会产生淬不硬的软点。但是在300℃-200℃温度区间冷却速度很大，使工件变形加重，甚至发生开裂。此外，盐水对工件有锈蚀作用，淬火后的工件必须进行清洗。水和盐水用于形状简单、硬度要求高而均匀、变形要求不严格的碳钢的连续淬火。油是一类冷却能力较弱的冷却介质，但在650~400℃温度区间冷却速度比水小得多，在生产实际中，主要用作合金钢或尺寸小的碳钢工件的淬火。为了减少零件淬火时的变形，可用熔融状态的碱浴和硝酸盐浴作为淬火的冷却介质。为了寻求理想的冷却介质，仍在进行大量的研究工作，目前提倡使用的水溶液淬火介质有过饱和硝酸盐水溶液、氧化锌―碱水溶液、水玻璃淬火液等。

2. 常用淬火冷却方法 图常用淬火冷却方法冷却曲线

1) 单介质淬火 将奥氏体状态的工件放入一种淬火介质中一直冷却到室温的淬火方法，如图中曲线1。这种方法操作简单，容易实现机械化、自动化，但工件在马氏体转变温度区间冷却速度较快，容易产生较大的内应力，增大工件变形、开裂的倾向。因此只适用于形状简单的碳钢和合金钢工件。 2) 双介质淬火先将奥氏体状态的工件在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点温度时，再立即转入冷却能力较弱的淬火介质中冷却，直至完成马氏体转变，如图中曲线2。这种方法利用所使用的两种淬火介质的优点，获得较为理想的冷却条件，如果操作得当，可以在保证获得马氏体组织的同时，减小淬火应力，有效防止工件的变形和开裂。但这要求操作人员有较高的操作技术，在生产中，常以水和油分别作为冷却介质，称为水淬油冷法。

3) 分级淬火 将奥氏体状态的工件首先浸入略高于钢的Ms点的盐浴或碱浴炉中保温，当工件内外温度均匀后，取出空冷至室温，完成马氏体转变，如图3-10中曲线3所示。这种淬火方法可大大减少应力，明显减少变形和开裂，但冷却能力弱，不适应于截面尺寸较大的工件。此方法只适合于截面尺寸比较小的工件，如刀具、量具和要求变形小的精密工件等。 4) 等温淬火将奥氏体化后的工件在稍高于Ms温度的盐浴或碱浴中冷却并保温足够时间，从而获得下贝氏体组织的淬火方法，如图中曲线4。可以有效减少工件变形和开裂的倾向，适合于形状复杂、尺寸精度要求高的工具和重要机器零件，如模具、刀具、齿轮等较小尺寸的工件。

3. 钢的淬透性 钢的淬透性是指奥氏体化后的钢在淬火时获得淬硬层(也称为淬透层)深度的能力，其大小用钢在一定条件下淬火获得的淬硬层深度来表示。同样淬火条件下，淬硬层越深，表明钢的淬透性越好。钢淬火后能够达到的最高硬度叫钢的淬硬性，又叫可硬性。它主要决定于马氏体的含碳量。淬透性和淬硬性的含义是不同的，淬硬性高的钢，其淬透性不一定高。淬硬层深度一般是指从淬硬的工件表面量至规定硬度（一般为550HV）处的垂直距离。实际生产中还用临界淬透直径表示材料的淬透性。临界淬透直径是指工件在某种冷却介质中淬火后，心部获全部或半马氏体组织的最大直径，用Dc表示。

影响淬透性的因素主要有： 1) 含碳量亚共析钢随着含碳量的增加，钢的临界冷却速度降低，淬透性有所增加；但过共析钢随着含碳量的增加，钢的临界冷却速度反而升高，淬透性降低，特别是在含碳量超过1.2%-1.3%时，淬透性明显下降。 2) 合金元素除了Co以外，所有合金元素溶于奥氏体后，都降低临界冷却速度，使C曲线右移，提高淬透性，因此合金钢往往比碳钢淬透性要好。 3) 奥氏体化温度提高奥氏体化温度，可降低钢的临界冷却速度，增加其淬透性。 4) 钢中未溶入奥氏体中的碳化物、氮化物及其他非金属夹杂物等，使临界冷却速度增大，淬透性降低。

3.3.4 回火 回火是将淬火后的钢加热到Ac1线以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。回火的目的是：降低淬火钢的脆性，消除或减小内应力，减小变形和开裂的倾向。使不稳定的淬火马氏体和残余奥氏体转变为较稳定的铁素体和渗碳体或碳化物的两相混合物，从而保证了工件在使用过程中组织、形状和尺寸的稳定性。满足零件不同的使用要求，获得强度、硬度、塑性和韧性的适当配合。

第 3 章 钢的热处理