热处理对钢材组织的影响

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热处理对钢材组织的影响

作者：童远平

来源：《科学与财富》2018年第06期

摘 要： 钢材是我们日常生活中经常用到的材料，如何充分发挥钢材的性能以满足实际的生产生活需要是我们经常要遇到的问题，而热处理是我们经常采用的提高钢材机械力学性能的方法。那热处理是如何达到改变钢材料机械力学性能目的的呢？本论文对这一方面进行一些探讨。

关键词： 组织；晶粒；渗碳体；硬度；塑性

钢材是我们日常生活中经常用到的材料，在零件的制造过程中难免要对其进行必要的热处理。那么热处理对零件的组织有什么样的影响，这些组织上的改变又是如何影响钢材料的机械，力学性能的，这篇论文从钢材组织的大小，分布方式，状态对其力学性能的影响进行分析，讨论。

一组织的定义及其对钢材料性能影响

组织：所谓组织就是虽然构成的物质一模一样，但是只要其形状，大小，分布状态等不一样，就称之为不同的组织。打个比方：立方体和球体都是由彩泥构成，但是立方体和彩泥具有不同的物理性能，像这种情况我们就把形状不一样的物体称为不同的组织。例如碳钢当中经常接触到的索氏体和屈氏体，它们的显微组织如下图所示：

上图当中我们可以对比索氏体和屈氏体的金相显微组织可以发现屈氏体的铁素体片层和渗碳体片层比索氏体的薄。片层越薄意味着晶粒越细小，晶粒越细小表明它的机械性能，力学性能越好。这一例子说明组织成分的厚薄粗细对钢材料的机械力学性能产生影响。

黑色的渗碳体在上贝氏体中是处于基体铁素体之间的，会对基体铁素体的连续性产生影响，因此上贝氏体的机械性能，力学性能不好。但是在下贝氏体中渗碳体这种硬化像处于铁素体基体内部，因而对铁素体基体的连续性不产生影响，机械性能，力学性能影响较好。这一例子说明组织成分的分布状态方式对钢材料机械力学性能产生影响。 二钢材常用热处理对其组织的影响。

钢材热处理的三步骤为加热，保温，冷却。加热的目的是为了得到奥氏体组织，使碳元素重新溶解进入奥氏体面心晶胞内部，为冷却的时候碳原子重新析出做准备。保温主要是为了成分和组织均匀化。冷却主要目的是以不同的过冷度得到不同的组织，从而达到实际的使用要求。热处理的目的就是改变组织成分的组合方式，常见的有改变组织成分的粗细和组织成分的形态。一般来说组织成分越细越好，硬化像分布的范围越小越好。下面我们来具体看一下常用的热处理方式得到的钢材组织及其性能对比。