奥氏体等温转变教学内容.ppt

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1、过冷奥氏体的等温冷却转变冷却方式决定钢的组织和性能，是热处理极为重要的工序。实际生产中常采用等温冷却和连续冷却两种冷却方式。过冷奥氏体：处于临界点A1以下的奥氏体，是非稳定组织，迟早要发生转变。现以共析钢为例说明奥氏体的等温冷却转变。过冷奥氏体的转变方式有等温转变和连续冷却转变两种。1—等温冷却2—连续冷却两种冷却方式示意图过冷奥氏体的等温转变图是表示奥氏体急速冷却到临界点A1以下在各不同温度下的保温过程中转变量与转变时间的关系曲线，又称C曲线。㈠过冷奥氏体的等温转变曲线共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线C曲线的建立以共析

2、钢为例：⑴取一批小试样并进行奥氏体化.⑵将试样分组淬入低于A1点的不同温度的盐浴中,隔一定时间取一试样淬入水中。⑶测定每个试样的转变量，确定各温度下转变量与转变时间的关系。⑷将各温度下转变开始时间及终了时间标在温度—时间坐标中，并分别连线。转变开始点的连线称转变开始线。转变终了点的连线称转变终了线。A1-Ms间及转变开始线以左的区域为过冷奥氏体区。转变终了线以右及Mf以下为转变产物区。两线之间及Ms与Mf之间为转变区。时间温度A1MSMfA过冷PBMA→MA→BA→P转变开始线转变终了线奥氏体5506502s10s5s

3、2s5s10s30s40s(二)C曲线的分析⑴转变开始线与纵坐标之间的距离为孕育期。孕育期越小，过冷奥氏体稳定性越小.孕育期最小处称C曲线的“鼻尖”。碳钢鼻尖处的温度为550℃。在鼻尖以上,温度较高，相变驱动力小.在鼻尖以下，温度较低，扩散困难。从而使奥氏体稳定性增加。随过冷度不同，过冷奥氏体将发生高温（珠光体）转变、中温（贝氏体）转变和低温（马氏体）转变三种类型转变:过冷奥氏体的高温（珠光体）转变在A1到550℃间，原子的扩散能力较强，容易在奥氏体晶界上长生高碳的渗碳体晶核和低碳的铁素体晶核，为扩散性转变。产物主要为

4、珠光体类型组织，它是铁素体与渗碳体片层相间的机械混合物珠光体转变过程珠光体转变也是形核和长大的过程。渗碳体晶核首先在奥氏体晶界上形成，在长大过程中，其两侧奥长大，形成一个珠光体团。珠光体转变是扩散型转变。氏体的含碳量下降，促进了铁素体形核，两者相间形核并珠光体转变珠光体转变随着过冷度的不同，片层间距和厚薄也不同,又细分为珠光体、索氏体和托氏体.⑴珠光体：形成温度为A1-650℃，片层较厚（d>4μm），500倍光镜下可辨，用符号P表示.光镜下形貌电镜下形貌三维珠光体如同放在水中的包心菜⑵索氏体形成温度为650-600℃

5、,片层较薄(0.2~0.4μm)，800-1000倍光镜下可辨，用符号S表示。电镜形貌光镜形貌⑶托氏体形成温度为600-550℃，片层极薄(<0.2μm)，电镜下可辨，用符号T表示。电镜形貌光镜形貌珠光体索氏体托氏体珠光体、索氏体、托氏体三种组织无本质区别，只是形态上的粗细之分，因此其界限也是相对的。片间距bHRC片间距越小，钢的强度、硬度越高，而塑性和韧性略有改善。过冷奥氏体的中温（贝氏体）转变过冷奥氏体在550℃-230℃(Ms)间将转变为贝氏体类型组织，贝氏体用符号B表示。根据其组织形态不同，贝氏体又分为上贝

6、氏体(B上)和下贝氏体(B下).上贝氏体下贝氏体贝氏体转变过程贝氏体转变也是形核和长大的过程。发生贝氏体转变时,首先在奥氏体中的贫碳区形成铁素体晶核，其含碳量介于奥氏体与平衡铁素体之间，为过饱和铁素体。当转变温度较高（550-350℃)时，条片状铁素体从奥氏体晶界向晶内平行生长，随铁素体条伸长和变宽，其碳原子向条间奥氏体富集，最后在铁素体条间析出Fe3C短棒，奥氏体消失，形成B上。上贝氏体转变过程上贝氏体:在光镜下呈羽毛状.在电镜下为不连续棒状的渗碳体分布于自奥氏体晶界向晶内平行生长的铁素体条之间。光镜下电镜下贝氏体转

7、变属半扩散型转变，即只有碳原子扩散而铁原子不扩散。当转变温度较低（350-230℃)时，铁素体在晶界或晶内某些晶面上长成针状，由于碳原子扩散能力低,其迁移不能逾越铁素体片的范围，碳在铁素体的一定晶面上以断续碳化物小片的形式析出，生成下贝氏体。下贝氏体转变下贝氏体：形成温度为350℃-Ms。在光镜下呈竹叶状。光镜下电镜下在电镜下为细片状碳化物分布于铁素体针内，并与铁素体针长轴方向呈55-60º角。上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值。下贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能，是生产上常用的

8、强化组织之一。上贝氏体贝氏体组织的透射电镜形貌下贝氏体过冷奥氏体的低温（马氏体）转变当奥氏体过冷到Ms以下将转变为马氏体类型组织。1）马氏体的晶体结构碳在-Fe中的过饱和固溶体称马氏体，用M表示。马氏体组织马氏体转变时，奥氏体中的碳全部保留到马氏体中.马氏体具有体心正方晶格（a=b≠c）轴比c/a称马氏体的正方度。C%越高，正方