考點-第二章熱學(xué)性能

1、1四、熱容的影響因素四、熱容的影響因素（一）、合金相的熱容：取決于合金組成相的性質(zhì)（一）、合金相的熱容：取決于合金組成相的性質(zhì)1、低溫下合金相的熱容、低溫下合金相的熱容 低溫時所有化合物、固溶體、中間相的熱容低溫時所有化合物、固溶體、中間相的熱容Cv=Cvi+Cve=T3+T：離子振動熱容系數(shù)，：離子振動熱容系數(shù)，電子熱容系數(shù)，其大小因組元不同有差別，生電子熱容系數(shù)，其大小因組元不同有差別，生成共價鍵、離子鍵化合物時，電子熱容下降顯著成共價鍵、離子鍵化合物時，電子熱容下降顯著2、高、高溫下合金相的熱容，服從溫下合金相的熱容，服從NeumanKopp Law Cm=m1Cm1+m2Cm2+.=m

2、iCmimi為第為第i個組元的摩爾百分?jǐn)?shù)，適用于金屬與非金屬化合物、個組元的摩爾百分?jǐn)?shù)，適用于金屬與非金屬化合物、中間相、固溶體及由它們所組成的多相合金，但不適用于中間相、固溶體及由它們所組成的多相合金，但不適用于低溫條件或鐵磁合金低溫條件或鐵磁合金2（二）、組織轉(zhuǎn)變對熱焓及熱容的影響：突變性（二）、組織轉(zhuǎn)變對熱焓及熱容的影響：突變性 金屬及合金組織發(fā)生轉(zhuǎn)變時會產(chǎn)生金屬及合金組織發(fā)生轉(zhuǎn)變時會產(chǎn)生附加的熱效應(yīng)附加的熱效應(yīng)，由此，由此使熱焓和熱容出現(xiàn)異常變化。使熱焓和熱容出現(xiàn)異常變化。1、一級相變與二級相變、一級相變與二級相變定義：定義：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生相變時，化學(xué)勢相等，而化學(xué)勢的一級偏微當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生相

3、變時，化學(xué)勢相等，而化學(xué)勢的一級偏微商不相等，稱為一級相變商不相等，稱為一級相變：在：在一級相變時發(fā)生體積突變的同一級相變時發(fā)生體積突變的同時還發(fā)生熵的突變時還發(fā)生熵的突變1= 2當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生相變時，化學(xué)勢相等，且化學(xué)勢的一級偏微商也相當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生相變時，化學(xué)勢相等，且化學(xué)勢的一級偏微商也相等，而化學(xué)勢的二級偏微商不相等稱為二級相變等，而化學(xué)勢的二級偏微商不相等稱為二級相變； 3 一級相變一級相變通常在通常在某一個特定溫度某一個特定溫度下下完成，完成，加熱到臨界點加熱到臨界點Tc時熱焓曲線時熱焓曲線出現(xiàn)躍變出現(xiàn)躍變，同時熱容曲線呈現(xiàn)不連，同時熱容曲線呈現(xiàn)不連續(xù)變化，續(xù)變化，相變時熵與體積呈不連續(xù)相

4、變時熵與體積呈不連續(xù)變化變化，即，即相變進(jìn)行時有相變潛熱和相變進(jìn)行時有相變潛熱和體積突變體積突變，如純金屬的凝固及熔化、，如純金屬的凝固及熔化、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變、共晶、包晶轉(zhuǎn)變等；同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變、共晶、包晶轉(zhuǎn)變等； 二級相變二級相變通常通常在一個溫度范圍內(nèi)逐在一個溫度范圍內(nèi)逐步完成，熱焓隨溫度的升高逐漸增步完成，熱焓隨溫度的升高逐漸增大，即焓無突變，沒有熵和體積的大，即焓無突變，沒有熵和體積的突變突變，只有，只有熱容的連續(xù)變化而無突熱容的連續(xù)變化而無突變變，如有序，如有序無序轉(zhuǎn)變，鐵磁無序轉(zhuǎn)變，鐵磁順順磁轉(zhuǎn)變等。磁轉(zhuǎn)變等。 其變化趨勢如左圖：其變化趨勢如左圖：a)一級相變一級相變 b）二級相變）二級

5、相變 42、熔化和凝固：在加熱溫度低于熔點或高于熔點時，加熱、熔化和凝固：在加熱溫度低于熔點或高于熔點時，加熱所需熱量隨溫度緩慢升高，在熔點所需熱量隨溫度緩慢升高，在熔點Tm處，由于熔化金屬處，由于熔化金屬需要熔化熱，熱焓曲線產(chǎn)生拐折并徒直上升。液態(tài)和固態(tài)需要熔化熱，熱焓曲線產(chǎn)生拐折并徒直上升。液態(tài)和固態(tài)金屬的熱量變化曲線金屬的熱量變化曲線L和和S相比，相比，曲線曲線L的斜率比的斜率比S大，這大，這說明液態(tài)金屬的熱容比固態(tài)金屬的大說明液態(tài)金屬的熱容比固態(tài)金屬的大。若自液態(tài)快冷而獲。若自液態(tài)快冷而獲得非晶態(tài)金屬，則其焓沿虛線變化，故在低于熔點的任意得非晶態(tài)金屬，則其焓沿虛線變化，故在低于熔點的任

6、意溫度下，溫度下，非晶態(tài)金屬熱容非晶態(tài)金屬熱容晶體金屬熱容晶體金屬熱容53、亞穩(wěn)態(tài)組織轉(zhuǎn)變：過飽和固溶體的時效、亞穩(wěn)態(tài)組織轉(zhuǎn)變：過飽和固溶體的時效、M體和殘余體和殘余A體體的回火轉(zhuǎn)變、形變金屬的回復(fù)與再結(jié)晶的回火轉(zhuǎn)變、形變金屬的回復(fù)與再結(jié)晶普遍規(guī)律：溫度在室溫以上普遍規(guī)律：溫度在室溫以上某一溫度范圍內(nèi)，如不發(fā)生某一溫度范圍內(nèi)，如不發(fā)生相變，合金的熱容與溫度間相變，合金的熱容與溫度間呈線性關(guān)系，如發(fā)生相變，呈線性關(guān)系，如發(fā)生相變，則熱容偏離直線規(guī)律。由于則熱容偏離直線規(guī)律。由于亞穩(wěn)態(tài)固溶體的能量較高，亞穩(wěn)態(tài)固溶體的能量較高，從亞穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)時要從亞穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)時要放出熱量放出熱量，因此試

7、樣溫度升，因此試樣溫度升高時所需熱量小于無相變時高時所需熱量小于無相變時的熱量，從而導(dǎo)致的熱量，從而導(dǎo)致熱容曲線熱容曲線向下拐折向下拐折。曲線曲線1：有序：有序-無序無序 曲線曲線2：無序：無序有序有序無序無序6七、熱學(xué)性能分析的應(yīng)用七、熱學(xué)性能分析的應(yīng)用 常用于研究鋼在加熱或冷卻過程中的相變、合金亞穩(wěn)組常用于研究鋼在加熱或冷卻過程中的相變、合金亞穩(wěn)組織轉(zhuǎn)變、有序織轉(zhuǎn)變、有序無序轉(zhuǎn)變等無序轉(zhuǎn)變等1、建立合金相圖：確定液相線、固相線、共晶線、包晶線等、建立合金相圖：確定液相線、固相線、共晶線、包晶線等782、研究鋼的相變過程、研究鋼的相變過程A：測量過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變曲線：測量過冷奧氏體的等溫

8、轉(zhuǎn)變曲線(TTT)：測試不同溫度下：測試不同溫度下等溫轉(zhuǎn)變的開始時間與結(jié)束時間（孕育期、結(jié)束期）等溫轉(zhuǎn)變的開始時間與結(jié)束時間（孕育期、結(jié)束期）9 由轉(zhuǎn)變動力學(xué)可知：在轉(zhuǎn)變量由轉(zhuǎn)變動力學(xué)可知：在轉(zhuǎn)變量達(dá)達(dá)50%時，轉(zhuǎn)變速率最快，此時對時，轉(zhuǎn)變速率最快，此時對應(yīng)差熱曲線上的峰值應(yīng)差熱曲線上的峰值50%10B：測定連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線（：測定連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線（CCT）測試裝置同前，改變冷卻介質(zhì)，試樣加熱后可用不同的速度測試裝置同前，改變冷卻介質(zhì)，試樣加熱后可用不同的速度冷卻（爐冷、空冷等）冷卻（爐冷、空冷等）11C：測定相變臨界點（：測定相變臨界點（Ms）鋼中馬氏體轉(zhuǎn)變的特點是，鋼中馬氏體轉(zhuǎn)變的特點是，當(dāng)試樣冷

9、卻當(dāng)試樣冷卻到到Ms點以下的溫度時，馬氏體轉(zhuǎn)變即瞬點以下的溫度時，馬氏體轉(zhuǎn)變即瞬時完成時完成。根據(jù)這一特點，若將鹽浴爐的。根據(jù)這一特點，若將鹽浴爐的溫度取在溫度取在Ms點以下，當(dāng)試樣投入鹽浴之點以下，當(dāng)試樣投入鹽浴之后，過冷奧氏體便有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏后，過冷奧氏體便有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。由于奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體要放出熱體。由于奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體要放出熱量，試樣的溫度將高于標(biāo)準(zhǔn)樣，從而導(dǎo)量，試樣的溫度將高于標(biāo)準(zhǔn)樣，從而導(dǎo)致熱電勢差向著正向變化，如圖示。鹽致熱電勢差向著正向變化，如圖示。鹽浴溫度愈接近浴溫度愈接近Ms點，馬氏體轉(zhuǎn)變量就愈點，馬氏體轉(zhuǎn)變量就愈少，熱效應(yīng)愈小，熱電勢差的變化也愈少，熱效應(yīng)

10、愈小，熱電勢差的變化也愈小。馬氏體轉(zhuǎn)變引起的正向電勢差所對小。馬氏體轉(zhuǎn)變引起的正向電勢差所對應(yīng)的最高溫度即為應(yīng)的最高溫度即為Ms點點123、研究有序、研究有序-無序轉(zhuǎn)變無序轉(zhuǎn)變 Cu-Zn合金成分合金成分接近接近CuZn時，形成具有體心立方點陣的時，形成具有體心立方點陣的固溶體，在低溫時為有序態(tài)，固溶體，在低溫時為有序態(tài)，隨溫度升高逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，隨溫度升高逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，此為吸熱過程此為吸熱過程：加熱到：加熱到150以以上時，上時，CuZn相的有序度開始下相的有序度開始下降，并向無序化轉(zhuǎn)變，合金產(chǎn)降，并向無序化轉(zhuǎn)變，合金產(chǎn)生的吸熱效應(yīng)使比熱容升高，生的吸熱效應(yīng)使比熱容升高，在到達(dá)有序化溫度時

11、，比熱容在到達(dá)有序化溫度時，比熱容達(dá)最大值，然后急劇下降，更達(dá)最大值，然后急劇下降，更高溫度下的比熱容還在有序化高溫度下的比熱容還在有序化曲線的延伸線上，說明曲線的延伸線上，說明在高溫在高溫下保留了短程有序下保留了短程有序。134、研究淬火鋼的回火、研究淬火鋼的回火從圖看到：若不發(fā)生轉(zhuǎn)變，比熱容應(yīng)該沿從圖看到：若不發(fā)生轉(zhuǎn)變，比熱容應(yīng)該沿著直線變化，但由于加熱過程中產(chǎn)生了著直線變化，但由于加熱過程中產(chǎn)生了組織轉(zhuǎn)變，所以不同的溫度區(qū)間產(chǎn)生了組織轉(zhuǎn)變，所以不同的溫度區(qū)間產(chǎn)生了三種不同的熱效應(yīng)，其中三種不同的熱效應(yīng)，其中熱效應(yīng)熱效應(yīng)對應(yīng)對應(yīng)于淬于淬火馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體火馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體，這時

12、，這時馬氏體的正方度減小，并從固溶體中析馬氏體的正方度減小，并從固溶體中析出出碳化物相，碳化物相，熱效應(yīng)熱效應(yīng)是殘余奧氏體是殘余奧氏體分解引起的，即殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鸱纸庖鸬?，即殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體和析出碳化鐵馬氏體和析出碳化鐵，熱效，熱效應(yīng)應(yīng)是由碳是由碳化鐵轉(zhuǎn)變?yōu)闈B碳體以及位錯大量減少引化鐵轉(zhuǎn)變?yōu)闈B碳體以及位錯大量減少引起的起的。 如預(yù)先將試樣在如預(yù)先將試樣在250回火回火2h，使殘余奧氏體發(fā)生分解，則熱效應(yīng)，使殘余奧氏體發(fā)生分解，則熱效應(yīng)已全已全部消失，它說明回火時馬氏體己轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體。熱效應(yīng)部消失，它說明回火時馬氏體己轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體。熱效應(yīng)顯著減小，意昧顯著減小，意昧著著

13、250回火時已有部分殘余奧氏體產(chǎn)生了分解，尚未分解的殘余奧氏體這時回火時已有部分殘余奧氏體產(chǎn)生了分解，尚未分解的殘余奧氏體這時繼續(xù)分解為鐵素體和碳化鐵。曲線繼續(xù)分解為鐵素體和碳化鐵。曲線2和曲線和曲線1的熱效應(yīng)的熱效應(yīng)表明：表明：250回火對碳回火對碳化鐵轉(zhuǎn)變?yōu)闈B碳體沒有影響?；F轉(zhuǎn)變?yōu)闈B碳體沒有影響。145、測定鋼在加熱或冷卻過程中的組織轉(zhuǎn)變溫度、測定鋼在加熱或冷卻過程中的組織轉(zhuǎn)變溫度 由于珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體是吸熱由于珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體是吸熱過程，奧氏體分解為珠光體是放熱過程，奧氏體分解為珠光體是放熱過程，曲線過程，曲線1上放熱峰的拐折點上放熱峰的拐折點a1，所對應(yīng)的溫度為所對應(yīng)的溫度為Ar

14、1點，吸熱峰的拐點，吸熱峰的拐折點折點a對應(yīng)的溫度為對應(yīng)的溫度為Ac1點。簡單熱點。簡單熱分析曲線在加熱或冷卻過程個出現(xiàn)分析曲線在加熱或冷卻過程個出現(xiàn)了停留，停留溫度分別為了停留，停留溫度分別為Ac1點和點和Ar1點，兩者從理論上講應(yīng)該相等點，兩者從理論上講應(yīng)該相等(Ac1=Ar1)，但由于加熱和冷卻速度，但由于加熱和冷卻速度較快，以非平衡態(tài)進(jìn)行，發(fā)生了相較快，以非平衡態(tài)進(jìn)行，發(fā)生了相變滯后，使變滯后，使Ac1Ar1156、研究冷變形后金屬的回復(fù)與再結(jié)晶、研究冷變形后金屬的回復(fù)與再結(jié)晶 金屬冷變形后存在彈性儲存能，使組織結(jié)構(gòu)金屬冷變形后存在彈性儲存能，使組織結(jié)構(gòu)處于亞穩(wěn)態(tài)，儲存能主要表現(xiàn)為晶體

15、缺陷增加所處于亞穩(wěn)態(tài)，儲存能主要表現(xiàn)為晶體缺陷增加所造成的點陣畸變能。在回復(fù)和再結(jié)晶過程中，點造成的點陣畸變能。在回復(fù)和再結(jié)晶過程中，點缺陷濃度和位錯密度逐漸降低，其儲存能以隨之缺陷濃度和位錯密度逐漸降低，其儲存能以隨之以熱量形式釋放，測試其熱效應(yīng)，可了解回復(fù)與以熱量形式釋放，測試其熱效應(yīng)，可了解回復(fù)與再結(jié)晶過程再結(jié)晶過程16三、熱膨脹的影響因素三、熱膨脹的影響因素（一）、相變的影響（一）、相變的影響1、多晶型轉(zhuǎn)變（同素異構(gòu)多晶型轉(zhuǎn)變（同素異構(gòu)）：由于點陣結(jié)構(gòu)重排，金屬比容）：由于點陣結(jié)構(gòu)重排，金屬比容突變突變，導(dǎo)致導(dǎo)致膨脹系數(shù)不連續(xù)變化膨脹系數(shù)不連續(xù)變化，具備，具備一級相變一級相變的特征；的

16、特征；Cv172、有序無序轉(zhuǎn)變有序無序轉(zhuǎn)變：二級相變二級相變，相變時體積，相變時體積無突變無突變，但膨脹系，但膨脹系數(shù)在相變溫度區(qū)間有改變，從而在數(shù)在相變溫度區(qū)間有改變，從而在膨脹曲線上出現(xiàn)拐折膨脹曲線上出現(xiàn)拐折183、磁性轉(zhuǎn)變磁性轉(zhuǎn)變：居里點：居里點T處，隨溫度的升高，由鐵磁處，隨溫度的升高，由鐵磁-順磁，順磁，從而產(chǎn)生從而產(chǎn)生磁致伸縮的逆效應(yīng)磁致伸縮的逆效應(yīng)，即出現(xiàn)一附加的伸長或縮短，即出現(xiàn)一附加的伸長或縮短（由相變引起），體現(xiàn)在膨脹系數(shù)與溫度的關(guān)系上，則出（由相變引起），體現(xiàn)在膨脹系數(shù)與溫度的關(guān)系上，則出現(xiàn)反常：現(xiàn)反常：Ni、Co的熱膨脹峰向上，為的熱膨脹峰向上，為正反常正反常；Fe熱膨

17、脹峰熱膨脹峰向下，為向下，為負(fù)反常負(fù)反常19（二）、（二）、合金成分和組織的影響合金成分和組織的影響1、固溶體固溶體：絕大多數(shù)金屬形成單相固溶體時，其膨脹系數(shù)介于組元的膨脹系數(shù)之：絕大多數(shù)金屬形成單相固溶體時，其膨脹系數(shù)介于組元的膨脹系數(shù)之間，溶劑中溶入低膨脹系數(shù)的溶質(zhì)時，固溶體膨脹系數(shù)降低，反之升高；隨溶間，溶劑中溶入低膨脹系數(shù)的溶質(zhì)時，固溶體膨脹系數(shù)降低，反之升高；隨溶質(zhì)濃度的增加，其變化規(guī)律稍低于按算術(shù)相加規(guī)律的計算值，成質(zhì)濃度的增加，其變化規(guī)律稍低于按算術(shù)相加規(guī)律的計算值，成凹曲線凹曲線例：例：一般情況一般情況：在：在Al中溶入中溶入Cu、Si、Ni、Fe、Be；Cu中加中加Pd、Ni

18、、Au均降低其均降低其熱膨脹系數(shù)；熱膨脹系數(shù)；Cu中溶入中溶入Zn、Sn使其熱膨脹系數(shù)增大使其熱膨脹系數(shù)增大特殊情況特殊情況：SbCu，但，但Sb加入加入Cu中，增大中，增大Cu的膨脹系數(shù)，與的膨脹系數(shù)，與Sb的半金屬性有關(guān)的半金屬性有關(guān)形成有序固溶體時：隨有序度的增加，原子間結(jié)合力增大，故其膨脹系數(shù)小于無序形成有序固溶體時：隨有序度的增加，原子間結(jié)合力增大，故其膨脹系數(shù)小于無序固溶體固溶體。202、多相合金多相合金：主要取決于：主要取決于組成相的膨脹系數(shù)及其體積百分比組成相的膨脹系數(shù)及其體積百分比 合金組織為兩相機(jī)械混合時，其膨脹系數(shù)介于兩組成相的膨脹系數(shù)之合金組織為兩相機(jī)械混合時，其膨脹系

19、數(shù)介于兩組成相的膨脹系數(shù)之間，近似符合直線規(guī)律間，近似符合直線規(guī)律 alloy=1 *V1%+ 2 *V2%多相合金的熱脹系數(shù)多相合金的熱脹系數(shù)對各相大小、分布及形狀不敏感，主要取決于組成對各相大小、分布及形狀不敏感，主要取決于組成相的性質(zhì)與數(shù)量相的性質(zhì)與數(shù)量。3、化合物化合物：兩元素形成化合物時，因原子間呈嚴(yán)格的規(guī)則排列，其元素：兩元素形成化合物時，因原子間呈嚴(yán)格的規(guī)則排列，其元素間相互作用比固溶體原子間的作用大，故其膨脹系數(shù)較之固溶體，將間相互作用比固溶體原子間的作用大，故其膨脹系數(shù)較之固溶體，將較較大幅度的下降大幅度的下降。（三）、（三）、晶體結(jié)構(gòu)的影響晶體結(jié)構(gòu)的影響1、對稱性（點陣類型

20、）：、對稱性（點陣類型）：對立方、各向同性材料：對立方、各向同性材料： 對六方、正方晶系：由于對六方、正方晶系：由于11=22332、晶體缺陷晶體缺陷：金屬經(jīng)：金屬經(jīng)（核）輻照或高溫淬火（核）輻照或高溫淬火后，在室溫下可保留后，在室溫下可保留過飽和過飽和的點缺陷濃度的點缺陷濃度，尤其是，尤其是過飽和的空位濃度增大過飽和的空位濃度增大，使空位附近的原子間，使空位附近的原子間距增大，金屬體積增大，距增大，金屬體積增大，膨脹系數(shù)上升膨脹系數(shù)上升。 lv321（四）、（四）、鋼的膨脹特性鋼的膨脹特性 鋼的顯微組織與熱處理有關(guān)：常見的有鋼的顯微組織與熱處理有關(guān)：常見的有M，F(xiàn)+Fe3C（構(gòu)（構(gòu)成成P、索

21、氏體、屈氏體、索氏體、屈氏體、B）、）、A，其密度依次增大，其密度依次增大；因此；因此在在淬火得到淬火得到M時，其體積增大時，其體積增大；熱脹系數(shù)熱脹系數(shù)從小到大從小到大的順序為：的順序為： M、Fe3C、F、P、A比容比容從大到小從大到小的順序為：的順序為：M、Fe3C、F、P、A (比容為密度比容為密度的倒數(shù)的倒數(shù)) 鐵素體、滲碳體的比熱容固定，鐵素體、滲碳體的比熱容固定，M、P、A的比熱容隨的比熱容隨含碳量的增大而增大含碳量的增大而增大22n固溶于鐵素體中的合金元素和滲碳體都使鋼的膨脹系數(shù)降固溶于鐵素體中的合金元素和滲碳體都使鋼的膨脹系數(shù)降低，而形成合金碳化物的合金元素使鋼的膨脹系數(shù)增大

22、低，而形成合金碳化物的合金元素使鋼的膨脹系數(shù)增大23五、熱膨脹分析的應(yīng)用五、熱膨脹分析的應(yīng)用 由于組織轉(zhuǎn)變都伴隨有明顯的體積效應(yīng)，根據(jù)這一特性，膨脹由于組織轉(zhuǎn)變都伴隨有明顯的體積效應(yīng)，根據(jù)這一特性，膨脹法對分析鋼的加熱、等溫、連續(xù)冷卻和回火過程中的轉(zhuǎn)變非常法對分析鋼的加熱、等溫、連續(xù)冷卻和回火過程中的轉(zhuǎn)變非常有利。有利。（一）、（一）、確定鋼的組織轉(zhuǎn)變溫度確定鋼的組織轉(zhuǎn)變溫度1、臨界轉(zhuǎn)變點（相變點的測定）、臨界轉(zhuǎn)變點（相變點的測定） 試樣在加熱或冷卻過程中長度的變化由試樣在加熱或冷卻過程中長度的變化由溫度變化（正常熱溫度變化（正常熱脹冷縮）脹冷縮）與與組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的體積效應(yīng)（異常熱脹冷縮）組織

23、轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的體積效應(yīng)（異常熱脹冷縮）引起；引起； 組織轉(zhuǎn)變前與組織完全轉(zhuǎn)變后，組織轉(zhuǎn)變前與組織完全轉(zhuǎn)變后，試樣體積或長度的變化單試樣體積或長度的變化單純由溫度引起，呈線性變化，純由溫度引起，呈線性變化，在組織轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)，附加了在組織轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)，附加了由組織轉(zhuǎn)變引起的異常熱脹冷縮由組織轉(zhuǎn)變引起的異常熱脹冷縮，導(dǎo)致膨脹曲線偏離一般規(guī)律，導(dǎo)致膨脹曲線偏離一般規(guī)律，拐折點對應(yīng)組織轉(zhuǎn)變的臨界點；拐折點對應(yīng)組織轉(zhuǎn)變的臨界點；2、碳鋼的膨脹曲線分析碳鋼的膨脹曲線分析2425（二）、二）、研究鋼的等溫轉(zhuǎn)變研究鋼的等溫轉(zhuǎn)變1、等溫轉(zhuǎn)變的動力學(xué)曲線測試等溫轉(zhuǎn)變的動力學(xué)曲線測試2、等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物數(shù)量的確定與等溫

24、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物數(shù)量的確定與C曲線的繪制曲線的繪制26（三）、建立鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖與淬火膨脹曲線分析（三）、建立鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖與淬火膨脹曲線分析27淬火膨脹曲線分析：淬火膨脹曲線分析：可確定可確定Ms、Mf、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物百分比的確定、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物百分比的確定TF下轉(zhuǎn)變產(chǎn)物下轉(zhuǎn)變產(chǎn)物%=CF/EF*100%28（四）、（四）、研究淬火鋼的回火研究淬火鋼的回火淬火鋼的原始組織：淬火淬火鋼的原始組織：淬火M+殘余殘余A回火過程中的回火過程中的三大效應(yīng)三大效應(yīng)：淬火：淬火M-回火回火M；殘余；殘余A分解；碳化物的聚集與長大分解；碳化物的聚集與長大80-160溫度區(qū)間發(fā)生了體積收縮，冷卻膨溫度區(qū)間發(fā)生了體積收縮，

25、冷卻膨脹曲線脹曲線1表明溫度降低時，曲線不沿原加熱曲表明溫度降低時，曲線不沿原加熱曲線回升，此時析出了碳化物相，體積收縮是由線回升，此時析出了碳化物相，體積收縮是由于碳化物析出，導(dǎo)致了馬氏體的正方度下降。于碳化物析出，導(dǎo)致了馬氏體的正方度下降。230-280溫度區(qū)間發(fā)生了體積膨脹，它表明溫度區(qū)間發(fā)生了體積膨脹，它表明淬火組織中殘余奧氏體發(fā)生了分解。淬火組織中殘余奧氏體發(fā)生了分解。260-360溫度范圍出現(xiàn)了體積收縮。它說明馬氏溫度范圍出現(xiàn)了體積收縮。它說明馬氏體繼續(xù)分解為鐵素體和碳化鐵的混合物。加熱體繼續(xù)分解為鐵素體和碳化鐵的混合物。加熱到到535后，再緩慢地冷卻至室溫，冷卻膨脹后，再緩慢地冷

26、卻至室溫，冷卻膨脹曲線在曲線在200附近出現(xiàn)了明顯的拐折。它表明附近出現(xiàn)了明顯的拐折。它表明535回火鋼的組織已完全轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和滲回火鋼的組織已完全轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和滲碳體，在以后的冷卻過程中碳體，在以后的冷卻過程中滲碳體滲碳體于于200附附近轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹊F磁相近轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹊F磁相。29（五）、（五）、研究熱循環(huán)對材料的影響研究熱循環(huán)對材料的影響 熱循環(huán)在材料內(nèi)部將產(chǎn)生缺熱循環(huán)在材料內(nèi)部將產(chǎn)生缺陷和內(nèi)應(yīng)力，陷和內(nèi)應(yīng)力，隨熱循環(huán)次數(shù)的增隨熱循環(huán)次數(shù)的增加，由于相變引起的膨脹幅度有加，由于相變引起的膨脹幅度有規(guī)律地減小，最終完全消失，這規(guī)律地減小，最終完全消失，這是由于材料內(nèi)部未松弛應(yīng)力的作是由于材料內(nèi)部未松弛應(yīng)力的作用使用使M體和體和A體都趨于亞穩(wěn)定狀態(tài)，體都趨于亞穩(wěn)定狀態(tài)，在更高溫度下加熱，則這種亞穩(wěn)在更高溫度下加熱，則這種亞穩(wěn)定狀態(tài)可得到緩解或消除。定狀態(tài)可得到緩解或消除。 圖中曲線圖中曲線(4)表示在第表示在第19次熱次熱循環(huán)過程中，由于加熱到循環(huán)過程中，由于加熱到750，使得由從前的多次熱循環(huán)穩(wěn)定下使得由從前的