珠光体转变与钢的退火和正火课件.ppt

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1、奥氏体的形成过程分为四个阶段：奥氏体形核奥氏体晶核长大剩余碳化物溶解奥氏体成分均匀化奥氏体晶粒度（1）起始晶粒度（2）实际晶粒度（3）本质晶粒度小结共析钢等温加热奥氏体转变动力学图（Time-Temperature-Austenitization,TTA图）共析钢连续加热奥氏体形成动力学图(V1

2、，在热力学上处于不稳定状态，但尚未发生转变的奥氏体。过冷奥氏体转变图－表示在不同冷却条件下过冷奥氏体转变过程的起止时间和各种类型组织转变所处的温度范围的一种图形。如果转变在恒温下进行，则称过冷奥氏体等温(恒温)转变图，又称IT(IsothermalTransformation)或TTT(TemperatureTimeTransformation)图；或C曲线。如果转变在连续冷却过程中进行，则称过冷奥氏体连续冷却转变图，又称CT曲线或CCT(ContinuousCoolingTransformation)图。上一页下一页3.1.1IT图（C

3、曲线）图3.1共析钢A过冷等温冷却转变及A等温形成动力学曲线加热转变冷却转变A1～550℃之间为珠光体转变区，属于扩散型相变。550℃～Ms之间为贝氏体转变区，属于半扩散型相变。Ms～Mf之间为马氏体转变区，属于非扩散型相变。根据转变温度和转变产物不同，共析钢C曲线可分为三个转变区：上一页下一页3.1.2CT（CCT）图图3.3共析碳钢的CT图上一页下一页共析钢无论以何种冷速进行连续冷却均不能获得贝氏体！！Vk表示过冷奥氏体在连续冷却过程中不发生分解，全部过冷至Ms点以下发生马氏体转变的最小（慢）冷速，称为上临界冷速。Vkf表示过冷奥氏体

4、在连续冷却过程中全部转变为珠光体的最大（快）冷速，称为下临界冷速。VVkA→M+Ar(残余奥氏体)返回上一页下一页3.2珠光体的组织和性能3.2.1珠光体的组织形态和晶体学共析成分的碳钢自奥氏体相区冷却到Al至A1以下约200℃温度范围时，将得到由片层相间的铁素体和渗碳体所组成的珠光体。组织形态(a)(b)(c)图3.4珠光体类型组织(a)珠光体(P)转变温度：Ar1～650℃片层间距：150～450nm(b)索氏体(S)转变温度：650～600℃片层间距：80～150nm(

5、c)屈氏体(T)转变温度：600～550℃片层间距：30～80nm返回上一页下一页Ar1~550˚C(珠光体类型组织)珠光体的片层间距主要取决于其形成温度。碳钢中珠光体片层间距S0与过冷度ΔT的关系：（1）片层间距随转变温度的降低而减小；（2）片层间距的倒数与过冷度呈线性关系；（3）片层间距的细小程度受所获得的驱动力的限制。返回上一页下一页当渗碳体以颗粒状存在于铁素体基体上时称为球状（粒状）珠光体。图3.5球状珠光体组织铁素体和渗碳体之间两种晶体学位向关系：第一种关系第二种关系晶体学关系返回上一页下一页3.2.2珠光体的机械性能珠光体的屈

6、服强度和断裂强度与其片层间距的关系：在成分相同的情况下，与片状珠光体相比，粒状珠光体的强度、硬度稍低，而塑性较高。返回上一页下一页珠光体：＜25HRC索氏体：25～35HRC屈氏体：35～40HRC珠光体的硬度与其片层间距的关系返回上一页下一页3.3珠光体转变机理A0.77%C→P(F0.02l8％C+Fe3C6.69％C)珠光体转变中同时完成原子扩散和点阵重构两个过程。因此珠光体转变是以扩散为基础并受扩散所控制的。3.3.1片状珠光体的形成（1）珠光体转变的形核返回上一页下一页无领先相形核当奥氏体中贫碳区和富碳区涨落以及随机出现的结构涨

7、落、能量涨落，满足形核条件时，则在贫碳区建构铁素体的同时，在富碳区也建构渗碳体（或碳化物），二者是同时同步，共析共生，形成一个珠光体的晶核（F+Fe3C）。返回上一页下一页图3.6珠光体的形核及长大晶界处成分涨落(b)形成P晶核(c)和(d)晶核长大形成珠光体团珠光体晶核形成后，铁素体片和渗碳体片将同时长大，它们各自旁侧的奥氏体中碳浓度将有不同的变化趋势。在铁素体旁侧的奥氏体中，碳原子逐渐增加，不断富碳，这有利于渗碳体的再形成；渗碳体旁侧的奥氏体中，碳原子将不断贫化，这有利于铁素体的再形成。这样轮流出现，珠光体核不断长大，逐渐形成一个珠光

8、体领域。珠光体晶核形成后，铁素体片和渗碳体片将同时长大，它们各自旁侧的奥氏体中碳浓度将有不同的变化趋势。在铁素体旁侧的奥氏体中，碳原子逐渐增加，不断富碳，这有利于渗碳体的再形成；渗碳体旁侧的奥