钢热处理工艺中奥氏体晶粒大小及影响因素

钢热处理工艺中奥氏体晶粒大小及影响因素提示：1．奥氏体晶粒度奥氏体的晶粒大小将直接影响钢在热处理以后的组织和性能，也是评定热处理加热质量的重要参数。奥氏体晶粒大小用晶粒度指标来衡量，晶粒度是指将钢加热到一定温度，保温一定时间后所获得的奥氏体晶粒大小。国家标准将晶粒度级别分为8级，如图4-4所示。图4-4钢的标准晶粒度等级图钢在加热到相变点以上时1．奥氏体晶粒度奥氏体的晶粒大小将直接影响钢在热处理以后的组织和性能，也是评定热处理加热质量的重要参数。奥氏体晶粒大小用晶粒度指标来衡量，晶粒度是指将钢加热到一定温度，保温一定时间后所获得的奥氏体晶粒大小。国家标准将晶粒度级别分为8级，如图4-4所示。图4-4钢的标准晶粒度等级图钢在加热到相变点以上时，刚形成的奥氏体晶粒都很细小，称为起始晶粒。如果继续升温或保温，将引起奥氏体晶粒长大。不同的钢在规定的加热条件下，奥氏体晶粒的长大倾向不同，如图4-5所示。从奥氏体晶粒长大的连续性来看有两种情况：一种是随加热温度升高晶粒容易长大，这种钢称为本质粗晶粒钢；另一种是随加热温度升高晶粒长大很缓慢，可一直保持细小晶粒，只有加热到更高温度时，晶粒才迅速长大，这种钢称为本质细晶粒钢。图4-5奥氏体晶粒长大倾向示意图钢中奥氏体晶粒的大小直接影响到冷却后的组织与性能。实际中奥氏体的晶粒越细小，冷却后钢的组织也越细小，其强度、塑性、韧性等力学性能越好，因此，在选用材料和热处理工艺上，获得细小的奥氏体晶粒，对工件使用性能和质量都具有重要意义。2．影响奥氏体晶粒大小的因素(1)加热温度和保温时间奥氏体起始晶粒是很细小的，随着加热温度升高，奥氏体晶粒逐渐长大，晶界总面积减少，系统能量降低。所以加热温度越高，在高温下保温时间越长，越有利于晶界总面积减少，导致奥氏体晶粒越粗大。(2)加热速度。在连续升温加热时，奥氏体化过程是在一个温度区间内完成的。加热速度越快，转变的温度区间越高，原子的活动能力越强，形核率越大，有利于获得细小奥氏体晶粒。(3)钢的组织和成分。钢的原始组织越细小，相界面的数量越多，奥氏体形核率增加，有利于细化奥氏体晶粒。随奥氏体中碳的质量分数增加，奥氏体晶粒的长大倾向也增加，但当有残余渗碳体存在时，有阻止奥氏体晶粒长大的作用。另外，如果钢中含有稳定碳化物形成元素，如钨、钼、钒、钛等时，也会阻止奥氏体晶粒的长大。锰和磷是促进奥氏体晶粒长大的元素，必须严格控制热处理时的加热温度，以免晶粒长大而导致工件的性能下降。