热处理中冷却速度对晶粒度的影响

正火细化晶粒与冷却速度无关？的帖子。里面大多认为细化晶粒在冷却上，冷却快，形核多从而细化。那么如果加热时形成的是粗晶，只要在冷却速度上加快，也能细化吗？

个人觉得在加热时就形成了粗晶（即发生了过热）那么在随后的冷却时不会细化晶粒。要想消除过热组织 只有从新加热到合适温度从新奥氏体化正火 或者进行球化退火处理。

加热时细化的晶粒指的是奥氏体晶粒；冷却时细化的晶粒指的是奥氏体分解产物的晶粒。我们要关心和评价的晶粒指的是前者。“晶粒度”概念中的晶粒通常指的也就是奥氏体晶粒。所以热处理中冷却速度对晶粒度无影响。

本人认为正火奥氏体化温度的高低决定了奥氏体晶粒的大小，其在冷却过程中，发生珠光体转变，形核核心一般都在晶界，奥氏体晶粒大，在相同的冷却速度下，形核核心就少，转变产物晶粒相对就大，正火的冷却能力有限，所以大精力的奥氏体形成的珠光体晶粒也大，如果在此情况下增加冷却速度，就会增加奥氏体和珠光体自由能差，增加转变动力，形核率增加，转变产物的晶粒会有一定的细化。实践没试过，理论上应该这样

冷却速度与晶粒度（奥氏体晶粒度）有没有关系，要用理论去分析，而不是仅凭感觉。

正火经风冷、雾冷后，比静止空气冷却的性能好，跟奥氏体晶粒度是没有关系的，但跟奥氏体分解产物有关系。正火冷却速度的快慢可以影响珠光体量的多少以及其层片间距的大小，从而影响最终的力学性能。至于提高冷速从而提高新相的形核率进而细化新相晶粒，正如6楼李双喜先生所言，理论上是可以的，但不知实际上有多大效果

淬火、正火、退火冷却速度不能改变奥氏体晶粒度，楼上的说法是对的。冷却中组织转变也就是一个形核与长大的过程冷却快形核率高，同时形核是一个在冷却过程中不断进行，比如马氏体转变在奥氏体冷却至MS点以下，立即以很快速度形成一定数量的马氏体，这个时候如果不继续降温马氏体量并不会明显增多。只有继续在冷却的过程中马氏体才能继续在形成。这个定律我们在轴承等温马氏体淬火中就利用到了。

所以冷却速度快，形核率多，晶粒细小。反之冷却速度慢形核率少晶粒长大空间大，势必晶粒度也就大了

奥氏体晶粒度细小冷却后的组织肯定也会细小了。组织转变是一个形核与长大的过程，同时形核也有个形核点呀，形核点一般在晶界上，奥氏体组织细，形核点多，冷却后的产物晶粒相对细小。冷却快形核率高

正火能细化晶粒，应该是不容置信的，当然给冷却速度有关，形核后长大是要有时间的，加快冷却速度，使得晶粒来不及长大就形成了细晶粒。加热越快，冷却越快，则形成的晶粒就更细，可以想一下高频和激光淬火后的晶粒有多细。

一般产品现在都控制，实际晶粒度，在使用过程中工件的性能是，实际晶粒度起作用。国外对轴承零件的出口，要求的是实际晶粒度，如ＦＡＧ对１００Ｃｒ轴承车件，实际晶粒度全部在８级以上。

没有错呀，我们实际生产中要关心的正是实际晶粒度。

晶粒度的概念有两种：本质晶粒度和实际晶粒度，都指的是奥氏体的晶粒度。本质晶粒度是材料所固有的本质属性，它反映了材料能够获得细晶的能力；实际晶粒度反映了材料实际体现出来的晶粒度，对材料的使用性能有直接的影响。我们在实际生产中要控制和评价的只能是实际晶粒度。

奥氏体分解产物虽然也具有自己的晶粒大小，但是不能跟通常意义上所说的“晶粒度”相混淆。因为奥氏体的分解产物，其晶粒形态，如先析相（铁素体或渗碳体）通常具有粒状、细条状、角状、网状以及等轴块状等形态；共析相具有层片状形态；马氏体晶粒则具有板条状、针片状形态等，不一而足。其中除了等轴块状（如低碳钢退火的先析铁素体）可以进行晶粒度评级外（所谓的铁素体晶粒度），其余形态的晶粒如何进行晶粒度评级？还不是评的奥氏体晶粒度吗？因为奥氏体分解产物不管如何结晶，都不能超出原奥氏体晶界，而且原奥氏体晶界还是新相的形核中心，奥氏体晶界有其材料学上的特有意义，奥氏体晶粒大小对材料的性能有重要的影响。所以，会在实际生产中以“晶粒度”这一概念去评价它。

加热时细化的是“晶粒”，冷却时细化的是“组织”

本人觉得，首先要区别晶粒度指的是什么晶粒度？不区分晶粒度所指，探讨是没有意义的。

对于常规的以铁素体+珠光体状态使用的钢来说，重要的是铁素体晶粒度，虽然相变前的奥氏体影响铁素体晶粒大小，但对实际使用来说，起作用的还是铁素体。因为铁素体晶粒细化，不但可以提高强度（提高屈服比提高抗拉要多些），还可以改善韧性。相变前的奥氏体晶粒只是过程控制的一个方面。对于相变前奥氏体晶粒大小确定的情况下，提高冷却速度，提高形核率，可以细化相变后的铁素体，我觉得这是没有问题的。但奥氏体晶粒粗大转变后的铁素体肯定比奥氏体晶粒细的转变后的铁素体晶粒粗大。还有一点是，原始奥氏体晶粒粗大，提高冷却速度容易形成魏氏组织铁素体，这对韧性损害较大，所以不提倡这么做。

冷却速度加快能够细化转变后组织只是相对冷却速度较慢情况而言的

综上所述：

晶粒是指奥氏体晶粒。不可能通过随后的冷却而细化。

冷却过程中细化的是组织。

如淬火过程中，当第一片马氏体横贯晶粒后，后面生成的只能在第一片马氏体与晶界处生成，当生成的多了，就细化了组织。此种细化可认为是亚晶界等细小。对冷却后的工件的性能特别是韧性有提高的作用。因此热处理工艺上有先高温淬火，再进行高温回火，最后用低于正常的淬火温度进行淬火，以期细化组织，增加亚晶界从而促使工件综合性能的提高。

晚了，但给出一个量化的回答。热处理正火的再结晶属于相变重结晶。

当冷却速度为3~200℃/s时，有一个经验公式，揭示了冷却后铁素体晶粒度大小、高温奥氏体晶粒度及冷却速度的关系：

dα  =  3.8+  0.18dγ+      1.4*R(-1/2)      (-1/2) 是指数，R单位为 ℃/s。

即冷却后铁素体晶粒度大小（μm）=3.8+0.18*高温奥氏体晶粒度+1.4*冷却速度的(-1/2)次方。

如当奥氏体晶粒度为6级时，dγ=63μm，冷却速度为25℃/s时，得到的冷却后铁素体晶粒度大小为15.84μm，相当于9.5级左右。

dγ / dα 表示细化的程度，这个概念叫转换比。

首先要明确两个概念：①奥氏体晶粒冷却后→铁素体晶粒②奥氏体高温组织→奥氏体分解后组织。  要分开来说。高温奥氏体晶粒和组织，冷却后，①关于晶粒度，有一个概念叫转换比，即dγ/dα（高温奥氏体晶粒度直径与冷却后铁素体晶粒直径之比），可以确定是与冷却速度有关的，在钢的控制轧制类书籍中有详细说明。②奥氏体高温组织→奥氏体分解后组织，学热处理的都知道，冷却速度有着决定作用。

明确了这两个概念，这些问题就简单了！