共析鋼TTT-CCT圖分析

精品文檔TTT曲線過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線TTT曲線(Time，Temperature，Transformation)過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線可綜合反映過(guò)冷奧氏體在不同過(guò)冷度下的等溫轉(zhuǎn)變過(guò)程：轉(zhuǎn)變開(kāi)始和轉(zhuǎn)變終了時(shí)間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的類(lèi)型以及轉(zhuǎn)變量與時(shí)間、溫度之間的關(guān)系等。因其形狀通常像英文字母“C”，故俗稱(chēng)其為C曲線，亦稱(chēng)為T(mén)TT圖。C曲線中轉(zhuǎn)變開(kāi)始線與縱軸的距離為孕育期，標(biāo)志著不同過(guò)冷度下過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性，其中以550左右共析鋼的孕育期最短，過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性最低，稱(chēng)為C曲線的“鼻尖”。圖中最上面一條水平虛線表示鋼的臨界點(diǎn)A1(723)，即奧氏體與珠光體的平衡溫度。圖中下方的一條水平線Ms(230)為馬氏轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度，Ms以下還有一條水平線Mf(-50)為馬氏體轉(zhuǎn)變終了溫度。A1與Ms線之間有兩條C曲線，左側(cè)一條為過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始線，右側(cè)一條為過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變終了線。A1線以上是奧氏體穩(wěn)定區(qū)。Ms線至Mf線之間的區(qū)域?yàn)轳R氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，過(guò)冷奧氏體冷卻至Ms線以下將發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始線與轉(zhuǎn)變終了線之間的區(qū)域?yàn)檫^(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，在該區(qū)域過(guò)冷奧氏體向珠光體或貝氏體轉(zhuǎn)變。在轉(zhuǎn)變終了線右側(cè)的區(qū)域?yàn)檫^(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)。A1線以下，Ms線以上以及縱坐標(biāo)與過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始線之間的區(qū)域?yàn)檫^(guò)冷奧氏體區(qū)，過(guò)冷奧氏體在該區(qū)域內(nèi)不發(fā)生轉(zhuǎn)變，處于亞穩(wěn)定狀態(tài)。在A1溫度以下某一確定溫度，過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始線與縱坐標(biāo)之間的水平距離為過(guò)冷奧氏體在該溫度下的孕育期，孕育期的長(zhǎng)短表示過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性的高低。在A1以下，隨等溫溫度降低，孕育期縮短，過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變速度增大，在550左右共析鋼的孕育期最短，轉(zhuǎn)變速度最快。此后，隨等溫溫度下降，孕育期又不斷增加，轉(zhuǎn)變速度減慢。過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變終了線與縱坐標(biāo)之間的水平距離則表示在不同溫度下轉(zhuǎn)變完成所需要的總時(shí)間。轉(zhuǎn)變所需的總時(shí)間隨等溫溫度的變化規(guī)律也和孕育期的變化規(guī)律相似。因?yàn)檫^(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性同時(shí)由兩個(gè)因素控制：一個(gè)是舊相與新相之間的自由能差G；另一個(gè)是原子的擴(kuò)散系數(shù)D。等溫溫度越低，過(guò)冷度越大，自由能差G也越大，則加快過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變速度；但原子擴(kuò)散系數(shù)卻隨等溫溫度降低而減小，從而減慢過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變速度。高溫時(shí)，自由能差G起主導(dǎo)作用；低溫時(shí)，原子擴(kuò)散系數(shù)起主導(dǎo)作用。處于“鼻尖”溫度時(shí)，兩個(gè)因素綜合作用的結(jié)果，使轉(zhuǎn)變?cè)杏谧疃蹋D(zhuǎn)變速度最大。CCT曲線過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT曲線）許多熱處理工藝是在連續(xù)冷卻過(guò)程中完成的，如爐冷退火、空冷正火、水冷淬火等。在連續(xù)冷卻過(guò)程中，過(guò)冷奧氏體同樣能進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變時(shí)所發(fā)生的幾種轉(zhuǎn)變，即：珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變等，而且各個(gè)轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)也與等溫轉(zhuǎn)變時(shí)的大致相同。在連續(xù)冷卻過(guò)程中，不會(huì)出現(xiàn)新的在等溫冷卻轉(zhuǎn)變時(shí)所沒(méi)有的轉(zhuǎn)變。但是，奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變不同于等溫轉(zhuǎn)變。因?yàn)椋B續(xù)冷卻過(guò)程要先后通過(guò)各個(gè)轉(zhuǎn)變溫度區(qū)，因此可能先后發(fā)生幾種轉(zhuǎn)變。而且，冷卻速度不同，可能發(fā)生的轉(zhuǎn)變也不同，各種轉(zhuǎn)變的相對(duì)量也不同，因而得到的組織和性能也不同。所以，連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變就顯得復(fù)雜一些，轉(zhuǎn)變規(guī)律性也不像等溫轉(zhuǎn)變那樣明顯，形成的組織也不容易區(qū)分。以共析鋼為例，用若干組共析鋼的小圓片試樣，經(jīng)同樣奧氏體化以后，每組試樣各以一個(gè)恒定速度連續(xù)冷卻，每隔一段時(shí)間取出一個(gè)試樣淬入水中，將高溫分解的狀態(tài)固定到室溫，然后進(jìn)行金相測(cè)定，求出每種轉(zhuǎn)變的開(kāi)始溫度、開(kāi)始時(shí)間和轉(zhuǎn)變量。將各個(gè)冷速下的數(shù)據(jù)綜合繪在“溫度時(shí)間對(duì)數(shù)”的坐標(biāo)中，便得到共析鋼的連續(xù)冷卻C曲線，珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)由三條曲線構(gòu)成，左邊一條是轉(zhuǎn)變開(kāi)始線，右邊一條是轉(zhuǎn)變終了線，下面一條是轉(zhuǎn)變中止線。馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)則由兩條曲線構(gòu)成；一條是溫度上限Ms線，另一條是冷速下線kV。從圖可以看出：當(dāng)冷卻速度VVk時(shí)，冷卻曲線與珠光體轉(zhuǎn)變開(kāi)始線相交便發(fā)生P，與終了線相交時(shí)，轉(zhuǎn)變便告結(jié)束，形成全部的珠光體。當(dāng)冷速VkVVk時(shí)，冷卻曲線只與珠光體轉(zhuǎn)變開(kāi)始線相交，而不再與轉(zhuǎn)變終了線相交，但會(huì)與中止線相交，這時(shí)奧氏體只有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。冷卻曲線一旦與中止線相交就不再發(fā)生轉(zhuǎn)變，只有一直冷卻到Ms線以下才發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。并且隨著冷速V的增大，珠光體轉(zhuǎn)變量越來(lái)越少，而馬氏體量越來(lái)越多。當(dāng)冷速VVk時(shí)，冷卻曲線不再與珠光體轉(zhuǎn)變開(kāi)始線相交，即不發(fā)生P，而全部過(guò)冷到馬氏體區(qū)，只發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。此后再增大冷速，轉(zhuǎn)變情況不再變化。由上面分析可見(jiàn)，Vk是保證奧氏體在連續(xù)冷卻過(guò)程中不發(fā)生分解而全部過(guò)冷到馬氏體區(qū)的最小冷速，稱(chēng)為“上臨界冷速”，通常也叫做“淬火臨界冷速”。 Vk則是保證奧氏體在連續(xù)冷卻過(guò)程中全部分解而不發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的最大冷速，稱(chēng)為“下臨界冷速”。共析碳鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變只發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變，不發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變，也就是說(shuō)，共析碳鋼在連續(xù)冷卻時(shí)得不到貝氏體組織。但有些鋼在連續(xù)冷卻時(shí)會(huì)發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變，得到貝氏體組織，例如某些亞共析鋼、合金鋼。要注意的是，亞共析鋼的連續(xù)冷卻C曲線與共析鋼的大不相同，主要是出現(xiàn)了鐵素體的析出線和貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，還有Ms線右端降低等。共析鋼的ttt圖與cct圖的異同點(diǎn)：相同點(diǎn)：1）橫縱坐標(biāo)一樣，都可以表示在同一坐標(biāo)系中，均位于M1和Mf線之間。2）都是制定合理熱處理工藝的重要依據(jù)，都可以反映不同熱處理后金相組織與性能。不同