钢的冷却转变剖析复习进程.ppt

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1、钢的冷却转变剖析2、奥氏体的冷却条件分两大类：1）平衡冷却条件特征：不考虑时间因素的极其缓慢的冷却。Fe－Fe3C相图就是这样获得的。2）非平衡冷却条件特征：受时间因素的影响在人们的生产实践中，更多遇到的是非平衡冷却条件的相变，掌握过冷A的非平衡冷却条件下的转变规律，对热处理生产指导意义更直接。3、热处理生产中，奥氏体的冷却方式等温冷却连续冷却奥氏体不同的冷却方式示意图加热保温冷却②①0时间/min温度/℃等温冷却连续冷却临界温度同一种钢，加热条件相同，但由于采用不同的冷却条件，钢所表现出来的机械性能明显不同，为什么会出现性能上明显的差别？这是由于钢的内部组织随冷

2、却速度的不同而发生不同的变化，导致性能上的差别。由于Fe-Fe3C相图是在极其缓慢加热或者冷却条件下建立的，没有考虑冷却条件对相变的影响，而热处理过程中的过冷奥氏体等温转变曲线和过冷奥氏体连续冷却转变曲线是对这个问题的补充，下面将进行分别讨论。4、过冷奥氏体转变曲线为什么要研究过冷奥氏体转变图？①钢加热到A状态，用不同的介质，A在不同的过冷度下转变的产物（P、B、M或它们的混合组织）的组织与性能有很大差别，导致钢材最终性能的多种多样。②钢的过冷A转变动力学图是研究某一成分的钢在过冷A转变产物与温度、时间的关系及其变化规律。TTT曲线Temperature-Time

3、-TransformationIT曲线IsothermalTransformationCCT曲线Continuous-Cooling-Transformation二、过冷奥氏体等温转变曲线1、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线的建立共析碳钢IT图2、过冷A等温转变图的基本形式结构:1）A1是临界点；2）转变开始线左方是过冷A区；3）转变结束线右方是转变结束区（P或B）；4）两线之间是转变过渡区：A→P转变的A＋P区；A→B转变的A＋B区。5）水平线Ms为马氏体转变开始温度，其下方为马氏体转变区。这是一幅比较简单的过冷A等温转变图。特点：1）过冷A在不同温度(T)的等温分

4、解时都有一个孕育期t,孕育期随等温温度T的改变而改变。●在鼻尖上部：孕育期随T↑而延长；●在鼻尖下部：孕育期随T↓而延长；●在鼻尖处：孕育期最短，此时A最不稳定，是转变速度的极大值。这是由于随着过冷度的增大，相变化学自由能差增大，而铁、C原子的扩散却依过冷度的增大而减小，这一对矛盾因素综合影响的结果：●鼻尖以上：自由能△G起主要作用，相变受△G大小的制约●鼻尖以下：矛盾的主要方面是Fe、C原子扩散，即相变受Fe、C原子扩散速度的制约。2）过冷A在不同温度范围内的转变产物各不相同P相变区、B相变区和M相变区。以T8钢为例，同温度的转变产物如图所示：①P转变区域（高温

5、转变）从A1～550℃范围内，A等温分解为片状F＋片状Fe3C的机械混合物，成为片状组织。但随着T↓，片状越细，按片层的粗细分别珠光体型组织划分为三类：珠光体（P）、索氏体（S）、屈氏体（T）对T8而言，对应温度的相变组织和性能：A1～650℃：A→P硬度HRC32～11650～600℃：A→S硬度HRC32～38（属Fe、C原子的扩散型转变）600～550℃：A→T硬度HRC32～40②贝氏体转变区域（中温转变）温度范围：C曲线鼻尖温度～Ms。B是过饱和C的铁素体和渗碳体非片层状的混合物。其形态、性能及形成过程都和P不同。对T8而言：B上形成温度T：550～35

6、0℃硬度HRC60～45B下形成温度T：350～240℃硬度HRC45～55③马氏体转变区域（低温转变）温度范围：Ms～Mf对T8而言：M转变区域约在240～－50℃。随着T↓,M%量↑，但即使再低，也不是所有A全部转变M，总有一部分保留在钢中，称残余奥氏体A′。3、影响过冷A等温转变图形状的因素①临界点位置不同；②P、B转变的C曲线位置不同；③Ms不同。这些的主要影响因素有合金元素的影响、A晶粒尺寸的影响。(一)合金元素的影响1.碳的影响●亚共析碳钢：C%↑，C曲线向右移；●过共析C钢：C%↑，C曲线向左移；●共析钢：使过冷A最稳定，即其C曲线处于最右的位置。2

7、.除Co以外，所有溶入A后的合金元素都增大A稳定性，使C曲线右移。如果未溶入奥氏体，则存在未熔的碳化物或夹杂物，往往会起非自发晶核作用，从而促进过冷奥氏体的转变，使C线左移。●根据合金元素对IT图的影响，可将合金元素分为两大类：（1）非（或弱）碳化物形成元素，主要有钴、镍、锰、硅、铜和硼。际钴外，都不同程度地同时降低珠光休转变和贝氏体转变的速度，即使C曲线右移，但对C曲线的形状影响不大，仍呈现与碳钢相似的单一“鼻子”。（2）碳化物形成元素，主要有铬、钼、钨、钒、钛等。这类元素如溶入奥氏体中也将不同程度地降低珠光体转变和贝氏体转变的速度；同时还使珠光体转变C曲线移向

8、高温和贝氏