1.6　黑色金属材料的热处理

1.6.1　金相组织

金相组织是反映金属或合金在某种化学成分和外界条件时内部结构的资料。

1.6.2　铁碳合金相图

铁碳合金相图，是表示不同成分的铁碳合金在极缓慢加热（或极缓慢冷却）情况下，不同温度时所具有的状态或组织的图形，是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础，也是制定各种热加工工艺的依据。

1.6.3　相图中的特征点

A：纯铁的熔点，1538℃，C=0.0%；

B：发生包晶反应时液相的成分，1495℃，C=0.53%；

C：共晶点，1148℃，C=4.3%；

D：渗碳体的熔点，1227℃，C=6.69%；

E：C在γ-Fe中的最大溶解度，1148℃，C=2.11%；

F：共晶渗碳体的成分，1148℃，C=6.69%；

G：纯铁的α-Feγ-Fe同素异构转变点，912℃，C=0.0%；

H：C在δ-Fe中的最大溶解度，1495℃，C=0.09%；

J：包晶点，1495℃，C=0.17%；

K：渗碳体，727℃，C=6.69%；

N：纯铁的δ-Feγ-Fe同素异构转变点，1394℃，C=0.0%；

Q：碳在α-Fe中的最大溶解度，室温，C=0.0008%；

P：碳在α-Fe中的最大溶解度，727℃，C=0.218%；

S：共析点，727℃，C=0.77%。

1.6.4　主要特征线

ACD线：液相线，在此线的上方所有的铁碳合金均为液体，称为液相区，用L表示。线上的点对应不同成分合金的结晶开始温度。AC线以下结晶出奥氏体，在CD线以下结晶出渗碳体。

AECF线：固相线，在此线的下方所有的铁碳合金均为固体，线上的点对应不同成分合金的结晶终了温度。

在ACD线与AECF线之间是结晶区，即过渡区。此区域液相与固相并存。AEC区内为液相合金和固相奥氏体，CDF区内为液相合金与固相渗碳体。

GS线：从A中析出F的开始线，又称A3线。奥氏体向铁素体的转变是铁发生同素异构转变的结果。

ES线：C在A中溶解度曲线，又称Acm线。在AGSE区内为单相奥氏体。

ECF：共晶线，温度为1148℃。

PSK线：共析线，又称A1线，温度为727℃。

1.6.5　热处理状态代号

1.6.6　常规热处理

常规热处理采用物理方法改变材料的力学性能。

1.6.7　化学热处理

化学热处理是将金属工件置于一定温度的活性介质中保温，渗入一种或几种元素，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。

此外，化学热处理还有渗硼、渗硫、渗铝、渗铬、渗硅、氧氮化、硫氰共渗和碳、氮、硫、氧、硼五元共渗及碳（氮）化钛覆盖等。

1.6.8　真空热处理

真空热处理是真空技术与热处理技术相结合的热处理技术，其真空环境低于一个大气压（包括从低真空到超高真空）。与常规热处理相比，可实现工件无氧化、无脱碳、表面光洁，并有脱脂等作用，可大大提高热处理质量。