xiugai钢中奥氏体的形成

《xiugai钢中奥氏体的形成》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章钢中奥氏体的形成2.1奥氏体的组织特征2.1.1奥氏体形成的温度范围1、在A1~A3以及A1~Acm间部分奥氏体化；2、在A3以及Acm以上，全部奥氏体化。2.1.2奥氏体的结构(1)奥氏体的晶体结构：面心立方晶格fcc。(2)奥氏体为碳溶解在γ-Fe中的间隙固溶体；C原子在奥氏体的八面体间隙中，即面心立方点阵晶胞的中心或棱边的中心。(3)在合金钢中奥氏体为碳和合金元素（Me）溶解在γ-Fe中的固溶体。Me原子位于Fe原子的位置，合金元素原子取代Fe原子。(4)C原子和Me原子溶解在γ-Fe中，必然引起晶格的畸变。2.1.3组

2、织与性能组织：通常情况下为多边形等轴晶粒。这种形态也称为颗粒状。非平衡态时低碳钢以适当的速度加热到（α+γ）两相区可得到针状奥氏体。性能：奥氏体硬度低，比容小，塑性好，具有顺磁性，导热性差，线膨胀系数大。奥氏体的形成依据2.2奥氏体的形成机制铁碳相图实际加热、冷却转变温度往往要偏离平衡的临界温度奥氏体形成的热力学条件△Gv=Gr-GP<0式中：△Gv为相变驱动力，即奥氏体与珠光体的自由能差，Gr为奥氏体自由能，GP为珠光体自由能。发生转变时：t>A1(727℃)，A1即奥氏体转变临界点。实际转变温度与临界点A1之差称为过热度，过热度

3、越大，驱动力也越大，转变也越快。珠光体与奥氏体的自由焓与温度的关系以共析碳钢的等温形成奥氏体为例，可用下列式子表示(括号中F为铁素体)：珠光体P(F+Fe3C)→奥氏体A含碳量：0.02%     6.69%；0.77%结构：   体心立方 正交晶格面心立方晶格改组和铁、碳原子的扩散2.2.1奥氏体形核一、奥氏体核的形成1.形核位置（a）F/Fe3C界面；（b）珠光体团交界处；（c）先共析F/珠光体团交界处2.在上述位置满足三个起伏（a）界面上存在浓度、结构起伏；（b）界面存在缺陷，能量高，提供能量起伏；（c）有Fe3C溶解后的

4、碳原子补充。2.2.1奥氏体形核一、奥氏体核的形成3.有时在铁素体内部也能形核，只要满足：（a）温度高，提供足够的相变驱动力；（b）提供足够的浓度条件和晶核尺寸。4.奥氏体形核在加热不快，温度不高的条件下，有铁原子和碳原子扩散机制。2.2.2奥氏体晶核长大奥氏体核的长大是依靠碳原子的扩散、奥氏体两侧界面向铁素体及渗碳体推移来进行的1.碳原子在奥氏体中的扩散设在温度t1，在F与Fe3C交界面形成A核。由于奥氏体A晶核中与铁素体F交界处碳含量CA-F

5、的浓度，破坏了平衡状态.为了恢复平衡，低碳的F将转变为A而使界面碳含量仍然恢复到CA-F，同时Fe3C中的碳也溶入A，也使界面浓度增高到CA-C，有利于A的长大。2.碳原子在铁素体内部的扩散由于F中与A交界的界面浓度CF-A

6、远小于奥氏体与渗碳体相界面处浓度差，所以只需溶解一小部分渗碳体可以使相界面处的奥氏体碳浓度达到饱和，而必须溶解大量铁素体才能使相界面处的奥氏体碳浓度处于平衡。2.2.4奥氏体均匀化渗碳体转变结束后，奥氏体中碳浓度不均匀(原F部分碳浓度低，原碳化物部分碳浓度高)，要继续保温通过碳扩散使奥氏体均匀化。小结：共析碳钢的奥氏体等温形成是通过碳、铁原子的扩散，通过形核—长大—碳化物溶解—奥氏体均匀化四个步骤实现的。2.3奥氏体形成动力学一.共析碳钢奥氏体等温形成动力学1.动力学图的制作金相法：以厚为1-2mm的薄片，在盐浴中加热到AC1以上某

7、一指定温度，保温不同时间后淬火，观察金相。因加热转变所得的奥氏体在淬火时转变为马氏体，故根据观察到的马氏体量的多少，即可了解奥氏体形成过程。根据观察结果，作出在一定温度下奥氏体形成量与等温时间的关系曲线(见图)，称为奥氏体等温形成动力学曲线碳含量为0.86%奥氏体等温形成动力学曲线转变存在孕育期；奥氏体转变两达到50％时，转变速度最快。等温温度升高，曲线左移，即孕育期缩短，转变速度加快。奥氏体等温形成动力学图将不同温度下的A等温转变的开始及终了时间绘于同一图中，即可得A等温形成动力学图2.A的形核与长大的经验公式(1)A的形核率可写

8、作：I＝Cexp(-Q/KT)exp(-W/KT)式中，C：常数，与A核所需碳含量有关；K：玻耳兹曼常数；Q：扩散激活能；W：临界形核功；(a)形核率与A含碳量有关T↑，A与F界面碳浓度差沿GS线降低，形核所需含碳量↓，常数C↑，I↑