cct曲線的測(cè)定

1、材料加工測(cè)定實(shí)驗(yàn)一 鋼連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（ CCT 曲線）的測(cè)定一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖的概念及其應(yīng)用；2 了解鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖的測(cè)量方法特別是熱膨脹法的原理與步驟；3 利用熱模擬儀觀察鋼在加熱及冷卻中的相變并測(cè)量臨界點(diǎn)；4 建立鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（ CCT 曲線）。二 實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)材料在加熱或冷卻過(guò)程中發(fā)生相變時(shí)， 若高溫組織及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物具有不同 的比容和膨脹系數(shù)， 則由于相變引起的體積效應(yīng)疊加在膨脹曲線上， 破壞了膨脹 量與溫度間的線性關(guān)系， 從而可以根據(jù)熱膨脹曲線上所顯示的變化點(diǎn)來(lái)確定相變 溫度。這種根據(jù)試樣長(zhǎng)度的變化研究材料內(nèi)部組織的變化規(guī)律的稱為熱膨脹法 （膨脹分析）。長(zhǎng)期

2、以來(lái)，熱膨脹法已成為材料研究中常用的方法之一。通過(guò)膨 脹曲線分析，可以測(cè)定相變溫度和相變動(dòng)力學(xué)曲線。鋼的密度與熱處理所得到的顯微組織有關(guān)。鋼中膨脹系數(shù)由大到小的順序?yàn)椋?奧氏體鐵素體 珠光體上、下貝氏體 馬氏體；比容則相反， 其順序是：馬氏體鐵素體珠光體奧氏體碳化物（但 鉻和釩的碳化物比容大于奧氏體。 從鋼的熱膨脹特性可知， 當(dāng)碳鋼加熱或冷卻過(guò) 程中發(fā)生一級(jí)相變時(shí)， 鋼的體積將發(fā)生突變。 過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體、 珠光體 或馬氏體時(shí)，鋼的體積將膨脹；反之，鋼的體積將收縮。冷卻速度不同，相變溫 度不同。圖 1-1 為 40CrMoA 鋼冷卻時(shí)的膨脹曲線。不同的鋼有不同的熱膨脹曲 線。圖1-1 4

3、0CrMoA鋼冷卻時(shí)的膨脹曲線連續(xù)鋼連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變（Continuous Cooling Transformation）曲線圖，簡(jiǎn)稱 CCT 曲線，系統(tǒng)地表示冷卻速度對(duì)鋼的相變開(kāi)始點(diǎn)、相變進(jìn)行速度和組織的影響情況。 鋼的一般熱處理、形變熱處理、熱軋以及焊接等生產(chǎn)工藝，均是在連續(xù)冷卻的狀 態(tài)下發(fā)生相變的。因此CCT曲線與實(shí)際生產(chǎn)條件相當(dāng)近似，所以它是制定工藝 時(shí)的有用參考資料。根據(jù)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線，可以選擇最適當(dāng)?shù)墓に囈?guī)范，從而 得到恰好的組織，達(dá)到提高強(qiáng)度和塑性以及防止焊接裂紋的產(chǎn)生等。連續(xù)冷卻轉(zhuǎn) 變曲線測(cè)定方法有多種，有金相法、膨脹法、磁性法、熱分析法、末端淬火法等。 除了最基本的金相法外，其

4、他方法均需要用金相法進(jìn)行驗(yàn)證。用熱模擬機(jī)可以測(cè)出不同冷速下試樣的膨脹曲線。發(fā)生組織轉(zhuǎn)變時(shí)，冷卻曲 線偏離純冷線性收縮，曲線出現(xiàn)拐折，拐折的起點(diǎn)和終點(diǎn)所對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)變的溫度分別 是相變開(kāi)始點(diǎn)及終止點(diǎn)。將各個(gè)冷速下的開(kāi)始溫度、結(jié)束溫度和相轉(zhuǎn)變量等數(shù)據(jù) 綜合繪在“溫度-時(shí)間對(duì)數(shù)”的坐標(biāo)中，即得到鋼的連續(xù)冷卻曲線圖（如圖2）。動(dòng)態(tài)熱-力學(xué)模擬試驗(yàn)機(jī)Gleeble3500測(cè)定材料高溫性能的原理如下：用主機(jī) 中的變壓器對(duì)被測(cè)定試樣通電流，通過(guò)試樣本身的電阻熱加熱試樣，使其按設(shè)定 的加熱速度加熱到測(cè)試溫度。保溫一定時(shí)間后，以一定的冷卻速度進(jìn)行冷卻。在 加熱、保溫和冷卻過(guò)程中用徑向膨脹儀測(cè)量均溫區(qū)的徑向位移量（即膨

5、脹量），繪制膨脹量-溫度曲線如圖1-1所示，測(cè)試不同冷卻速度下試樣的膨脹量-溫度曲 線。根據(jù)膨脹量-溫度曲線確定不同冷卻速度下的相轉(zhuǎn)變開(kāi)始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)，即可 繪制CCT曲線。0.5 1護(hù) 時(shí)間 s1護(hù)IO5圖 1-2 40CrMoA 鋼 CCT 曲線。008(hawMoo7CX6050OMo30)G2(00A B匸三 fJRI H 5，A339十 Y-ES. 十剛5-E常二.實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料1. Gleeble3500熱模擬機(jī)2. 20#鋼四. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程1將熱電偶焊到試樣上；2將試樣裝至儀器上，安裝膨脹儀；3. 關(guān)閉樣品室，關(guān)閉真空釋放閥門，啟動(dòng)真空閥4. 按試驗(yàn)要求選擇升溫速率、最高溫度、保溫時(shí)

6、間、冷卻速率等參數(shù)進(jìn)行 編程。；5. 按下開(kāi)始按鈕，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)；6試驗(yàn)結(jié)束后，打開(kāi)真空釋放閥門。五. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析7. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)曲線確定不同冷卻速度下的相變開(kāi)始溫度、結(jié)束溫度8. 繪在“溫度-時(shí)間對(duì)數(shù)”的坐標(biāo)中，得到鋼的連續(xù)冷卻曲線圖六. 思考題：試分析碳元素含量對(duì)碳鋼 CCT圖中曲線位置的影響。參考書(shū)目：1林慧國(guó)，傅代直 鋼的奧氏體轉(zhuǎn)變曲線機(jī)械工業(yè)出版社.北京，19882. GB 5057-85鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖的測(cè)定（膨脹法）圖1-3共析鋼CCT曲線圖128BOOATOOFAJOO測(cè)頃聞 伽臨為"9曲/ 13 B円u7orui 廠 hI _ i _i_<| LLI 24 6&fij20 麗圖 150 mi11tr , l ,l j 11 l 人11_L-：J- 一_ t-f三,誡而io1io *時(shí)聞圖1-4亞共析鋼（含碳0.19%） CCT曲線圖8u(j 700V1U010 0 30 a20010圖1-5過(guò)共析鋼（含碳1.03%） CCT曲線圖圖中符號(hào)的規(guī)定：A奧氏體；B貝氏體；C 碳化物；F鐵素體；G石墨；M 馬氏體；P珠光體；Ac1鋼加熱時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度。開(kāi)始溫度用Ac