编者的话专业英语翻译(部分)

2021年1月22日发(作者：偏振子)
专业英语

6.1 Heat Treatment of Steel
改 变钢的特点有很多种方法。
首先，
含碳量较少的钢比含碳量较高的钢更加温和，
同比增 长约
1.5%
的限制。
其次，我们可以加热钢于某一临界点的温度之上，然后以不同的 速度冷却它。在此临界温度上，金属的分
子结构开始发生变化。在这个被称作退火的过程中，我们加热钢 超过临界温度以上，并使它冷却得非常缓
慢。这样使得金属比以前更加柔软，更为容易让机器操作。退火 的另一个优点，是有助于减少任何金属中
存在的内应力。这些内应力容易通过锤击作用于金属，或者是快 速冷却而发生。我们使金属快速冷却从而
让其外表比内部更快的收缩。由此产生的不平等的收缩，可能会 引起扭曲变形或者破裂。冷却缓慢的金属
相比于冷却迅速的金属，更不易于产生内应力。

另一方面，我们可以通过快速冷却使钢更加坚硬。我们加热钢超过临界温度，然后在水中或其他液体里淬
火。迅速下降的温度，修复了钢在临界温度中发生的结构性变化，使它变得坚硬。但是这种淬火钢比普通
钢材更容易断裂。因此我们再次加热使其温度低于临界温度，再慢慢冷却它。这种处理被称为回火。它有
助于减少内应力，使钢比以前更不容易破裂。回火钢的性能可以使我们将其用于制造需要非常坚硬的钢铁
的工具，但这是一个非常困难的工作。

这些热处理多作用于各种成型操作当中。我 们可以在轧制厂使用巨大的轧辊对金属进行滚压而得到钢筋和
钢板。辊间压力较之于热轧，必须在冷轧中 更加大，但是冷轧使得操作者去生产轧辊需要更大的准确性和
统一性，以及更佳的表面光洁度。其他的成 型操作还包括绘织成丝，模具铸造和锻造。


6.2.1
奥氏体的构成
Formation of Austenite

根据铁碳相 图，在很慢的加热速度下，珠光体向奥氏体转变，在通常条件下，转变被延迟，导致过热，即
转变发生在 比铁碳相图所示的温度较高一点的温度下。

当过热超过临界温度时，珠光体向奥氏体转变，转变的速度取决于过热度。

在各 种温度下的转变时间显示，在较高的温度下转变的速度较快，而在较高的加热速度下发生转变的温度
较高 。

例如，快速加热并保温在
780
℃时，珠光体倒奥氏体的转变需2
分钟，保温在
740
℃时，转变需要
8
分钟。

转变结束以奥氏体的形成和珠光体的消失为标准。
然而，
奥氏体时不均匀的，
甚至含有大量的单晶体颗粒，
在珠光体渗碳体的晶粒和片层占据的地方碳含量比铁素体片层的高，这就是 为什么奥氏体的形成时不均匀
的。

为了获得均匀的奥氏体组织，不仅要加热到珠 光体到奥氏体转变结束点，还要过热并保温到奥氏体晶粒扩
散过程结束。

奥氏体 的均匀度取决于钢的原始结构，特别是渗碳体颗粒的形状和弥散度，渗碳体颗粒越细，接触面积就
越大， 转变发生的就越快。

6.2.2
奥氏体晶粒的长大

在珠光体到奥 氏体转变之初，奥氏体首先是在铁素体和渗碳体的边界处产生的（这两种物质是珠光体的结
构成分），因为这些边界对转变非常有利，转变以细小晶粒的形成开始，因此，在转变之末，奥氏体由大量
细 晶粒构成，这些细晶粒的尺寸叫做原始奥氏体晶粒尺寸。

在转变过程中进一步加热或保温 会引起奥氏体晶粒的粗大，这些晶粒粗化过程是自发的，由于晶粒表面积
的减小和高温条件能够加快这一 过程的速度。在那种条件下，两种钢的主要区别为：内部细晶粒和外部粗
晶粒。前者晶粒粗大的倾向比后 者小，这种通过加热处理在钢中形成的晶粒尺寸被叫做实际晶粒尺寸。

因此，他们的区别在 于：
（
1
）原始晶粒，即在珠光体向奥氏体转变刚结束时奥氏体的尺寸；
（< br>2
）固有（天
然）晶粒，即奥氏体晶粒粗化的可能性（倾向）
；和（
3
）实际晶粒，即在一定的珠光体转变条件下奥氏体
晶粒之间的尺寸。

在奥 氏体向珠光体转变的相同温度下，珠光体晶粒的尺寸取决于所形成的奥氏体晶粒。奥氏体晶粒的长大
只发 生在加热过程中
（但没有在随后的冷却中被提纯）
，这是由于钢被加热到最高温度时，
钢处在奥氏体状
态，并且钢的本质晶粒度决定最终晶粒尺寸。

钢的性能只受实际晶 粒度的影响，而不是本质晶粒度。如果两种相同品级（一种是固有的晶粒，另一种是
细致纹理）的钢在不 同的加热温度下，有相同的实际晶粒尺寸，他们也具有相同的性能；如果在其他条件
下，这两种钢的性能 将会不同。


6.2.3
奥氏体的分解

Decomposition of Austenite

奥氏体到珠光体的转变，
实际上是奥氏体分解为纯净的铁素体和渗碳体的过程。
在平衡温度下，
转变是不
可能发生的，
因为原始奥氏体的自由能等于最终产物—— 珠光体的能量。
只有当铁素体碳化物的混合物
（珠
光体）的自由能比奥氏体低，即具有 一定过冷度时转变才会发生。当较低的转变温度，较高的过冷度和较
大的自由能差时转变会在一个较高的 速率下进行。

在珠光体转变中，新相与初始相有不同的成分；新相中大多是不含碳的铁素体 ，和含
6.67%
碳的渗碳体。
基于这个原因，奥氏体到珠光体的转变，伴随着碳的扩 散和再分配。扩散随着温度的降低而减小，因此，
转变在一个较大过冷度下被延迟。

因此，我们得到一个重要结论，就是过冷度（低于转变温度）对转变速率具有双面的影响。一方面，较低
的温度（较高的过冷度）使奥氏体的过冷度和珠光体有较大的不同；另一方面，随着碳扩散速率的降低，
转变速率减慢。综上所述，转变速率由于过冷度增加到一个特定值而增加，然后，随着过冷度的降低而降