奥氏体在冷却时的转变.

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4.2,奥氏体在冷却时的转变,一、奥氏体在不同冷却方式下的转变,二、过冷奥氏体等温转变曲线图,(TTT或C曲线),三、过冷奥氏体转变产物的组织形态及其性能,四、影响C曲线位置和外形的因素,五、C曲线的意义和应用,六、,共析钢连续冷却转变CCT曲线简介,4.2 奥氏体在冷却时的转变,一、奥氏体在不同冷却方式下的转变,按FeFe3C平衡相图进展平衡转变。,二连续冷却转变,奥氏体在肯定冷速下进展的转变。冷速不同，得,到的组织也不同，最终性能也不同。,一极其缓慢冷却转变,共析钢,平衡组织为：,亚共析钢,平衡组织为：,过共析钢,平衡组织为：,P,F+P,P+Fe,3,C,三等温冷却转变,将A快速过冷到A1以下某一温度，保温肯定时间，使过冷奥氏体在恒温下完成转变，然后再冷却到室温。,过冷奥氏体,在A,1,以下存在的尚未发生转,变的A。,一C曲线的测定,以共析钢为例，承受金相法测定。,制样：把钢材制成151.5mm的圆片试样,钻小孔，便于提取，分成假设干组。,2.,奥氏体化：,取一组试样，在盐炉内加热使之,完全A化。,3.等温：将A化后的试样快速投入 A1 以下某一温,度的浴炉中进展等温转变，并开头计时。,二、过冷奥氏体等温转变曲线图,(TTT或C曲线),4.记时：每隔肯定时间取出一个试样，进展高温金相 组织观看。记录开头转变时间和转变终了时间。,将其余各组试样，用上述方法分别测出不同等温条件下A转变开头和终了时间，最终将全部转变开头时间点和终了时间点标在温度时间(对数)坐标上，并分别连接起来，即得C曲线。,共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线图建立,T,t,t,2,t,n,t,1,二图形分析,1.线、区说明,5线、6区,2.“孕育期”,即转变开头线与纵坐标轴之间的距离。“鼻尖”处最短，,既过冷A最易发生转变。,3.转变产物,P、S、T、B,下,B,上,、M、A,C曲线区域、转变产物及其性能,M 转变,P 转变,B 转变,过冷A转变开始线,过冷A转变终了线,相变线,M转变开始线,M转变终了线,P,5,25HRC,S,25,35HRC,T,3 5,40HRC,上B,40,50HRC,下B,50,60HRC,M+A,60,65HRC,硬,度,强,度,增,加,塑,性,韧,性,下,降,性 能,一珠光体转变(A1550),PF与Fe3C片层相间排列的机械混合物，呈“贝壳状”,依据片层厚度不同，可分以下三种：,三、过冷奥氏体转变产物的组织形态及其性能,1、珠光体的组织形态及性能,索氏体（S）,屈氏体（T）,珠光体（P）,温度/,A相变,层片间距,HRC,性能,A,1,600,AP,（珠光体）,0.6,0.8,m,500分清,1020,随片间距,减小，强,度、塑性,韧性升高,650600,AS,（索氏体）,0.25,m,1000,分清,2030,600550,AT,（屈氏体）,0.1,m 5000分清,3040,珠光体转变的类型、特征及性能,A,Fe,3,C,A,Fe,3,C,2、珠光体的转变过程,全集中型转变通过Fe、C原子的集中和A晶格的改组来实现。,通过,形核,长大,来实现,Fe,3,C,A,P,A B,上,(550350)，光镜下呈,羽毛状,。,半集中型转变碳原子集中，铁原子不集中。,电镜下可看到Fe3C以不连续的短杆状分布于很多平行而密集的 F 条之间。,塑变抗力低易发生脆断，故其强度和韧性较差，工业上不应用。,HRC=4045,1.上贝氏体,二 贝氏体转变550Ms230,B,上,显微组织光镜照片,B,上,转变过程示意图,A晶界,Fe,3,C,Fe,3,C,上B,B,下,显微组织光镜照片,F针是过饱和的固溶强化。电镜下Fe3C呈细短条状，沿着与的长轴相夹的方向分列成排，均匀分布在呈55 65角的F针内弥散强化。,A B下350Ms230，光镜下呈黑色针状。,2.下贝氏体,强韧性好，硬度为5060HRC，是工业生产上追求的组织。可承受等温淬火得到。,B,下,黑色针状,A,白色块状,M,灰色针状,B,下,转变过程示意图,碳化物,碳化物,碳化物,下B,M形态主要取决于高温A中的含碳量。,即：,W,C,%,，淬火后组织中的,M,片,，而,M,板条,。,当W,C,1.0,%的钢淬火后组织几乎全是M,片,，,当 W,C,Vk。,3在不断降温的条件下形成 降温中断M转变停顿。,4转变速度极快。瞬间形核，瞬间长大。,A中的C%则 MS、Mf，剩余A含量。,3.M转变的特点,金属的实际结晶温度T,n,总是低于平衡结晶温度T,0,，这一现象称为,过冷现象,，,T,0,与,T,n,的差值,T,称为,过冷度,，。,6产生很大内应力。,奥氏体的碳含量对剩余奥氏体量的影响,奥氏体的碳含量对M转变温度的影响,M,s,W,c,(%),0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.6,1.8,2.0,200,100,0,100,200,300,400,500,600,700,温度/,M,f,4.冷处理,A,会降低淬火钢的硬度和耐磨性，而且在,使用过程中或长期存放时，A,会发生转变，引,起钢件尺寸精度的变化。,冷处理在淬火后马上进展，他是淬火的连续。处,理温度依据钢的Mf点打算，通常在-50-80。,1.碳含量的影响,碳钢C曲线的比较,四、影响C曲线位置和外形的因素,与共析钢相比：,各多一条过冷A先共析相F或Fe3C转变线。,亚过共析钢的C曲线左移；,亚过共析钢的Ms、Mf 线上下移。,A,中含,Co,或,W,Al,2.5%,时，,C,曲线向左移；其它溶入,A,的合金元素均会使,C,曲线右移。,碳化物形成元素如Cr、W、Mo、V等存在使C曲线外形变化，变成两拐弯如图5-16。,2,.,合金元素的影响,时间/s,1,10,10,2,200,400,600,800,温度/,时间/s,0.5C,2.2Cr,时间/s,1,10,10,2,200,400,600,800,温度/,时间/s,0.5C,4.2Cr,P101图5-16铬对C曲线的影响,Cr%，C曲线的外形发生转变；使C曲线在鼻子处分开，形成过冷A P和过冷A B两个C曲线。,加热温度、保温时间,3.,加热温度与保温时间,加热温度,保温时间,缘由：,C曲线右移,转变时,形核率,A稳定性,A成分均匀,未溶碳化物,A晶粒尺寸,晶界面积,C曲线右移,五、C曲线的意义和应用,1.反映了过冷度T与过冷A转变速度的关系。,一意义,2.,反映了过冷A在不同T下的转变产物。,二应用,CCT曲线位于 TTT的右下方；CCT曲线中没有 AB 转变,1.在转变图上估量连续冷却转变产物,退火,正火,淬火,淬火,水冷：,V,实,V,k,M,2.马氏体淬火临界冷却速度,油冷：,V,实,V,K,（M）,V,实,V,K,（M+T）,淬火临界冷却速度:,Vk 获得完全M组织的最小冷却速度或与转变开头线相切的冷却速度,tmC曲线鼻尖处温度,mC曲线鼻尖处时间,例如：,T8钢加热后,t,m,m,3.,确定工艺参数,4.,确定冷处理工艺的温度,等温退火,分级淬火,等温淬火,f,s,t,0,s,s,t,0,例如：,等温退火,、等温淬火,和,分级淬火,Ps AP 开头线,Pf AP 终止线,KK”P型转变终止线,Vk 上临界冷却速度,Vk”下临界冷却速度,MS AM 开头温度,Mf AM 终止温度,六、,共析钢连续冷却转变C曲线(CCT图)简介,留意：热处理生产中尽量利用CCT图解决连续冷却问题,