第5章 金属热处理及表面处理技术
1. 了解本质晶粒度与实际晶粒度的含义，控制晶粒度大小的因素；钢在加热和冷却过程中产生的缺陷；
2. 熟悉钢在加热和冷却时组织转变的机理； 3. 掌握各种热处理的具体工艺过程； 本章学习重点
钢在加热时组织转变的过程中及影响因素；
共析钢奥氏体等温冷却曲线中各条线的含义。C曲线中种温度区域内奥氏体转变产物的组织形貌，性能特点。
非共析钢C曲线与共析钢C典线的差别及影响C典线的因素；
奥低体连续冷却转变曲线的特点，冷却速度对钢的组织变化和最终性能的影响；
各种热处理的定义、目的、组织转变过程，性能变化，用途和适用的钢种、零件的范围。 学习方法指导 演绎法
“铁碳碳相图、C曲线”→“钢在加热和冷却时组织转变的机理和产物” →“各种热处理方法” 。 联想展开法
围绕“钢的成份-组织-性能”间的关系，理解“退火、正火、淬火、回火及表面热处理的目的、工艺及应用”。
金属热处理基本概念
钢的热处理，就是通过加热、保温和冷却，使钢材内部的组织结构发生变化，从而获得所需性能的一种艺方法。
并不是所有的金属材料都能进行热处理，在固态下能够发生组织转变，这是热处理的一个必要条件。
金属热处理类型
退火、正火、淬火、回火及表面热处理 第1节 钢加热时的组织转变
奥氏体的形成（晶格改组和Fe，C原子的扩散过程） 共析钢奥氏体化温度
Ac1温度： F(bcc,0.0218)+Fe3C(6.69) A (Fcc, 0.77) 共析钢奥氏体化过程（遵循形核、长大规律）
（1）奥氏体形核 奥氏体晶核首先在铁素体相界面处形成。
（2）奥氏体长大 形成的奥氏体晶核依靠铁、碳原子的扩散，同时向铁素体和渗碳体两个方向长大，直至铁素体消失。
（3）残余渗碳体溶解 残余的渗碳体随着加热和保温时间的延长，不断溶入奥氏体，直到全部消失。
（4）奥氏体成分的均匀化,通过碳原子的扩散，形成成分较为均匀的奥氏体.
碳及合金元素对加热转变的影响
1．除Mn、Ni等以外，升高钢的临界点，所以合金钢的加热温度高于碳钢。 2．除了Co等外，减慢碳在奥氏体中的扩散速度，保温的时间长。
3.除了Mn、P等以外，阻碍奥氏体晶粒的长大，细化晶粒（尤其是与碳结合力较强的所谓形成碳化物一类的元素，如Cr、W、Mo、V、Ti、Zr、Nb等）。.
奥氏体晶粒的长大及影响因素
晶粒度:
表征晶体内晶粒大小的量度，通常用长度，面积，体积或晶粒度级别表示。 起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度
珠光体刚转变为奥氏体时，一般情况下其晶粒是细小的，这时的晶粒大小称之为起始晶粒度。 本质晶粒度：钢奥氏体晶粒长大的倾向。
奥氏体晶粒随温度的升高而且迅速长大→本质粗晶钢
奥氏体晶粒随温度升高到某一温度时，才迅速长大→本质细晶钢 奥氏体晶粒度的控制 加热工艺 加热温度，保温时间 钢的成分——合金化 A中C%↑→晶粒长大↑
MxC%↑→粒长大↓（碳化物形成元素 细化晶粒 Al→本质细晶钢 Mn 、P促进长大 加热时常见的缺陷 过热(excessive heating)
钢在加热时，由于加热温度过高或加热时间过长，引起奥氏体晶粒粗大的现象。 过烧(burnt)
钢在加热时，由于加热温度过高，造成晶界氧化或局部熔化的现象。 氧化
由于铁和空气中的氧等化合形成氧化皮，从而使工件表面粗糙不平，影响零件的精度。 脱碳
钢件表面的碳被烧掉，因而使其含碳量降低，这不仅影响热处理后钢件表面的硬度，并将显著降低零件的疲劳强度，因而切削工具和一些重要的零件是不允许热处理时发生严重脱碳的.
第2节 钢在冷却时的转变
过冷奥氏体等温转变曲线（C曲线）的建立
通过热分析、膨胀分析、磁性分析和金相分析等方法，测出在不同温度下过冷奥氏体发生相变的开始时刻和终了时刻，并标在温度-时间坐标上，将所有转变开始点和转变终了点分别连接起来，便得到了该钢种的过冷奥氏体等温转变曲线。由于曲线的形状很象英文字母“C”，故称C曲线。 A1以上：A稳定
A1以下：A不稳定，过冷