鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻過程中，會(huì)發(fā)生一系列組織轉(zhuǎn)變即發(fā)生固態(tài)相變。在不同的溫度、時(shí)間和冷卻條件下，材料將形成不同的組織和性能。鋼的固態(tài)相變是熱處理的理論基礎(chǔ)。

鋼的熱處理是將鋼在固態(tài)下施以不同的加熱、保溫和冷卻，以改變其組織，從而獲得所需性能的一種工藝。熱處理是一種重要的金屬熱加工工藝，在機(jī)械制造工藝中占有十分重要的地位。例如，現(xiàn)代機(jī)床工業(yè)中，有60%～70%的工件要經(jīng)過熱處理。汽車、拖拉機(jī)工業(yè)中，有70%～80%的工件要經(jīng)過熱處理。而滾動(dòng)軸承和各種工模具大多要進(jìn)行熱處理。

任何一種熱處理工藝都是由加熱、保溫和冷卻3個(gè)階段組成的。因此，要了解各種熱處理工藝方法，必須首先研究鋼在加熱、保溫和冷卻過程中組織變化的規(guī)律，即鋼的固態(tài)相變。

4.1　鋼的固態(tài)相變

鋼在進(jìn)行熱處理時(shí)首先要加熱，當(dāng)加熱溫度達(dá)到A1點(diǎn)以上時(shí)，其組織都要發(fā)生珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變稱為奧氏體化。奧氏體化后的鋼，以不同的冷卻方式進(jìn)行冷卻轉(zhuǎn)變，便可得到不同的組織，從而使鋼獲得不同的性能。

由Fe-Fe3 C相圖得知，碳鋼在極緩慢地加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變溫度為A1，A3和A cm，因此A1，A3和A cm點(diǎn)都是平衡臨界點(diǎn)。在實(shí)際熱處理中，加熱和冷卻并不是極緩慢的，因此不可能在平衡臨界點(diǎn)進(jìn)行組織轉(zhuǎn)變。由圖1．4．1可知，實(shí)際加熱時(shí)各臨界點(diǎn)的位置分別為圖中的A c1，A c3和A ccm線，而實(shí)際冷卻時(shí)各臨界點(diǎn)的位置分別為圖中的A r1，A r3和A rcm線。