2011说明材料工程基础—热处理－刚的冷却转变.ppt

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1、9.1.2钢的冷却转变同一种钢加热到奥氏体状态后，由于随后的冷却速度不一样，奥氏体转变成的组织不一样，因而所得的性能也不一样。研究奥氏体冷却转变常用等温冷却转变曲线，即TTT曲线（过冷奥氏体在一定温度下随时间变化组织转变情况）及连续冷却转变曲线，即CCT曲线（过冷奥氏体依冷却速度变化组织转变情况）。TTT曲线是选择热处理冷却制度的参考，CCT曲线更能反映热处理冷却状况，作为选择热处理冷却制度的依据。19.1.2钢的冷却转变热处理工艺曲线示意图29.1.2.1过冷奥氏体等温转变曲线T>A1时，奥氏体是稳定的，不发生分解。T

2、的，会转变为其它的组织。钢在冷却时的转变，实质上是过冷A的转变，而过冷A的转变也是一个点阵重构和C的扩散过程。P和A自由能随温度变化示意图GγGP△T△GV(△GP－γ)T1温度T自由能G39.1.2.1过冷奥氏体等温转变曲线一、过冷奥氏体的等温转变曲线定义：过冷A向其他组织转变的转变量与等温保温时间的关系曲线（TTT曲线－TimeTemperatureTransformation或C曲线或IT曲线－IsothermalTransformation）。测定方法：金相－硬度法膨胀法磁性法热分析法等49.1.2.1过冷奥氏体等温转变曲线金相－硬度法:将钢试样A化后冷却到不同温度保温不同时间后淬火

3、，通过显微镜观测判断过冷A转变起始点，通过测定硬度测试判断转变终了点。注：把过冷A有1~3%发生转变的点定为转变开始点。过冷A等温转变动力学曲线作法示意图59.1.2.1过冷奥氏体等温转变曲线过冷A等温转变动力学曲线作法示意图69.1.2.1过冷奥氏体等温转变曲线二、共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线727℃孕育期：过冷A从过冷到转变开始这段时间，其长短反应了过冷A的稳定性大小。C曲线中，鼻尖处（550℃）的孕育期最短，过冷A稳定性最小。79.1.2.1过冷奥氏体等温转变曲线过冷A的转变速度与温度（过冷度）的关系89.1.2.1过冷奥氏体等温转变曲线为何不同温度下过冷A稳定性不同？过冷度较小时，

4、由于过冷A和P之间的自由能差较小（相变驱动力较小），过冷A比较稳定，故孕育期很长，转变所需总时间也很长;温度下降，过冷度增大，新旧相之间的自由能差不断加大，过冷A的稳定性最低，孕育期最短，转变速度最快；继续降低温度，新旧相的自由能差不再起主导作用，原子扩散能力起主导作用，温度降低使扩散过程越来越困难，过冷A的孕育期和转变时间逐渐增长。99.1.2.1过冷奥氏体等温转变曲线三、亚共析钢过冷A的等温转变曲线109.1.2.1过冷奥氏体等温转变曲线亚共析钢的过冷A等温转变曲线与共析钢C曲线不同的是，在其上方多了一条过冷A转变为铁素体（F）的转变开始线。亚共析钢随着含碳量的减少，C曲线位置往左移，同

5、时Ms、Mf线住上移。亚共析钢的过冷A等温转变过程与共析钢类似。只是在高温转变区过冷A将先有一部分转变为F，剩余的过冷A再转变为P型组织。119.1.2.1过冷奥氏体等温转变曲线四、过共析钢过冷A的等温转变曲线129.1.2.1过冷奥氏体等温转变曲线过共析钢过冷A的C曲线的上部为过冷A中析出二次渗碳体(Fe3CII)开始线。当加热温度为Ac1以上30－50℃时，过共析钢随着含碳量的增加，C曲线位置向左移，同时Ms、Mf线往下移。过共析钢的过冷A在高温转变区，将先析出Fe3CII，其余的过冷A再转变为珠光体型组织。139.1.2.1过冷奥氏体等温转变曲线149.1.2.2过冷奥氏体的转变及其产

6、物奥氏体冷却到A1温度以下，由于过冷A的自由能较其他组织的自由能高，所以将向其他组织转变。高温转变区(A1－550℃的珠光体转变区)中温转变区(550℃－MS的贝氏体转变区)低温转变区(MS以下的马氏体转变区)159.1.2.2过冷奥氏体的转变及其产物一、高温转变（P转变）转变温度：A1－550℃（扩散型转变）转变产物：珠光体型组织，是铁素体和渗碳体的机械混合物，渗碳体呈层片状分布在铁素体基体上；转变温度越低，层间距越小。按层间距大小，珠光体组织分为：珠光体（P）索氏体（S）屈氏体（T）169.1.2.2过冷奥氏体的转变及其产物179.1.2.2过冷奥氏体的转变及其产物珠光体3800倍索氏体

7、8000倍屈氏体8000倍189.1.2.2过冷奥氏体的转变及其产物实际上，这三种组织都是珠光体，并无本质差别，且无严格的温度界限，其差别只是珠光体组织的“片间距”大小；形成温度越低，片间距越小，组织的硬度越高，屈氏体的硬度高于索氏体和粗珠光体过冷A高温转变产物的形成温度和性能名称符号形成温度/℃硬度能分辩片层的放大倍数珠光体PA1~650170~200HB<500×索氏体S650~60025~35HRC>8