第六章 鋼的熱處理原理

1、第六章第六章 鋼的熱處理原理鋼的熱處理原理6.1 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變6.2 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變Fe-Fe3C合金平衡相圖合金平衡相圖亞共析鋼亞共析鋼過共析鋼過共析鋼過共晶白口鐵過共晶白口鐵亞共晶白口鐵亞共晶白口鐵工工業(yè)業(yè)純純鐵鐵共共析析鋼鋼共共晶晶白白口口鐵鐵(A1)(A4)(A3)1 1、鐵碳合金的、鐵碳合金的組元組元 Fe 過渡族元素，熔點(diǎn)過渡族元素，熔點(diǎn)1538，密度，密度7.87g/cm3。 強(qiáng)度低、硬度低、塑性好：強(qiáng)度低、硬度低、塑性好： b 180230 MPa 30%50% 0.2 100170 MPa 70%80% k 1.61062106J/m2

2、硬度（硬度（HB） 5080 Fe3C Fe與與C的一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物，通常稱為的一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物，通常稱為 滲碳體滲碳體，用，用Cm表示，性質(zhì)硬而脆：表示，性質(zhì)硬而脆： b 30 MPa 0 硬度（硬度（HB） 800 k 0 0兩個(gè)組元：兩個(gè)組元：Fe、Fe3C組成合金的獨(dú)立的、組成合金的獨(dú)立的、最基本的單元最基本的單元 2.鐵碳合金中的相 液相L 鐵與碳的液溶體鐵與碳的液溶體; 相相 又稱又稱高溫鐵素體高溫鐵素體，碳在，碳在-Fe中的間隙固溶體，中的間隙固溶體，BCC，在，在1394以上存在，在以上存在，在1495時(shí)溶碳量最大，為時(shí)溶碳量最大，為0.09%; 相相

3、也稱也稱鐵素體鐵素體，F(xiàn)或或表示，碳在表示，碳在-Fe中的間隙固溶體，中的間隙固溶體，BCC，F(xiàn)中碳的固溶度極小，室溫為中碳的固溶度極小，室溫為0.0008%，600為為0.0057%，727時(shí)最大，時(shí)最大，為為0.0218%。強(qiáng)度低、硬度低、塑性好。強(qiáng)度低、硬度低、塑性好; 相相 常稱常稱奧氏體奧氏體，A或或表示，碳在表示，碳在-Fe中的間隙固溶體，中的間隙固溶體，F(xiàn)CC。A中碳的固溶度較大，在中碳的固溶度較大，在1148時(shí)碳溶量最大達(dá)時(shí)碳溶量最大達(dá)2.11%。強(qiáng)度較低，硬。強(qiáng)度較低，硬度不高，易于塑性變形度不高，易于塑性變形; Fe3C相相 滲碳體滲碳體，化合物相，根據(jù)生成條件不同有條狀、

4、網(wǎng)狀、，化合物相，根據(jù)生成條件不同有條狀、網(wǎng)狀、片狀、粒狀等形態(tài)，對(duì)鐵碳合金的力學(xué)性能有很大影響。片狀、粒狀等形態(tài)，對(duì)鐵碳合金的力學(xué)性能有很大影響。 成分相同、晶體結(jié)構(gòu)相同并成分相同、晶體結(jié)構(gòu)相同并有界面與其他部分分開的均有界面與其他部分分開的均勻組成部分勻組成部分Fe-Fe3C相圖中存在五種相相圖中存在五種相3.3.相圖中點(diǎn)、線、區(qū)及意義相圖中點(diǎn)、線、區(qū)及意義(1) 點(diǎn)點(diǎn) A 1538 0 純鐵的熔點(diǎn)純鐵的熔點(diǎn) D 1227 6.69 Fe3C的熔點(diǎn)的熔點(diǎn) N 1394 0 G 912 0 J 1495 0.17 包晶點(diǎn)包晶點(diǎn) H 1495 0.09 C 在在-Fe中最中最 大溶解度大溶解度

5、 B 1495 0.53 包晶轉(zhuǎn)變時(shí)液包晶轉(zhuǎn)變時(shí)液 態(tài)合金的成分態(tài)合金的成分 E 1148 2.11 C 在在-Fe 中的中的 最大溶解度最大溶解度 C 1148 4.3 共晶點(diǎn)共晶點(diǎn) P 727 0.0218 C 在在-Fe中的中的 最大溶解度最大溶解度 S 727 0.77 共析點(diǎn)共析點(diǎn)FeFe FeFe (2) 線：線： 液相線液相線 ABCD 固相線固相線 AHJECF 包晶轉(zhuǎn)變線包晶轉(zhuǎn)變線 HJB 共晶轉(zhuǎn)變線共晶轉(zhuǎn)變線 ECF 共析轉(zhuǎn)變線共析轉(zhuǎn)變線 PSK(3) 區(qū)：區(qū)： 五個(gè)單相區(qū)五個(gè)單相區(qū) L、Fe3C4 4、三條水平線、三條水平線(1) HJB包晶轉(zhuǎn)變線包晶轉(zhuǎn)變線17. 014

6、9509. 053. 0AL (2) ECF ECF 共晶轉(zhuǎn)變線共晶轉(zhuǎn)變線CFeAL311. 211483 . 4 產(chǎn)物為產(chǎn)物為 和和 Fe3C 的混合物，稱的混合物，稱 為為萊氏體萊氏體Le , Le 中的滲碳體稱中的滲碳體稱為共晶滲碳體；為共晶滲碳體；(3) PSK共析轉(zhuǎn)變線（共析轉(zhuǎn)變線（A1）CFeFA30218. 072777. 0 產(chǎn)物為產(chǎn)物為 和和 Fe3C 的混合物，稱的混合物，稱 為為珠光體珠光體 P , P 中的滲碳體稱為共中的滲碳體稱為共析滲碳體；析滲碳體；5 5、三條重要的特性曲線、三條重要的特性曲線1、GS 線（線（A3 線）線）冷卻過程中，由冷卻過程中，由 A ()

7、析出析出F ()的開始線，或加熱過程中，的開始線，或加熱過程中， F 溶入溶入A 的終了線；的終了線；2、 ES 線線（A cm 線線）C 在在 (A) 中的溶解度曲線，中的溶解度曲線，從從 中析出的中析出的Fe3C 稱為稱為Fe3C 又叫又叫Fe3C 的開始析出線，的開始析出線，E 點(diǎn)為點(diǎn)為 (A) 的最大溶碳量點(diǎn)；的最大溶碳量點(diǎn)；3、PQ 線線C 在在 (F) 中的溶解度曲線，中的溶解度曲線，從從中析出的中析出的Fe3C 稱為稱為Fe3C P點(diǎn)為點(diǎn)為C 在在 中的最大溶解度點(diǎn)；中的最大溶解度點(diǎn)；二、典型鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程根據(jù)鐵碳相圖，鐵碳合金可分為三類：根據(jù)鐵碳相圖，鐵碳合金可分為三類

8、：工業(yè)純鐵 wC0.0218鋼 0.0218wC2.11 亞共析鋼亞共析鋼 0.0218 0.77 共析鋼共析鋼 wC= 0.77 過共析鋼過共析鋼 0.77 2.11白口鑄鐵 2.11 6.69 亞共晶白口鑄鐵亞共晶白口鑄鐵 2.11 4.3 共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵 wC= 4.3 過共晶白口鑄鐵過共晶白口鑄鐵 4.3 6.69(6)(4)(7)(5)(3)(2)(1)表2-3 幾種碳鋼的鋼號(hào)和碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)類型類型亞共析鋼亞共析鋼共析鋼共析鋼過共析鋼過共析鋼鋼號(hào)鋼號(hào)204560T8T10T12碳質(zhì)量分碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)/%0.200.450.600.801.001.20（1）工業(yè)純鐵）工業(yè)純鐵 w

9、C0.0218 室溫組織：室溫組織： F+Fe3C組成相：組成相：F+Fe3C金屬材料內(nèi)部金屬材料內(nèi)部的微觀形貌的微觀形貌 W(C)=0.01%的工業(yè)純鐵的的工業(yè)純鐵的室溫組織室溫組織為為F+Fe3CIII，它們的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：它們的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：室溫室溫組成相組成相為為F+Fe3C，它們，它們的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：為：%85.99)(Fw%15.0)()(33IIIeeCFwCFw%85.99)(1%1000008. 069. 601. 069. 6)(3IIICFeF%15. 0%1000008. 069. 60008. 001. 0)(1)(3FCFeIII（2）共析鋼）共

10、析鋼 wC= 0.77 圖圖2-332-33共析鋼的室溫組織共析鋼的室溫組織 共析鋼的室溫組織為：共析鋼的室溫組織為：P 室溫組成相：室溫組成相：F+Fe3C相對(duì)含量由杠桿法則求得：相對(duì)含量由杠桿法則求得：%88%1000008. 069. 677. 069. 6)(F%12)(1%1000008. 069. 60008. 077. 0)(3FCFe（3）亞共析鋼）亞共析鋼 0.0218 0.77 亞共析鋼亞共析鋼室溫組織室溫組織為：為：P+F室溫室溫組成相組成相為：為：F+Fe3C亞共析鋼亞共析鋼室溫組織室溫組織為：為：P+F室溫室溫組成相組成相為：為：F+Fe3C%51%1000218.

11、077. 00218. 04 . 0)(P%49%1000218. 077. 04 . 077. 0)(1)(PF%94%1000008. 069. 64 . 069. 6)(F%6)(1)(3FCFe（4）過共析鋼）過共析鋼 0.77 2.11 室溫組織：室溫組織：P+Fe3C%93%71%7%10077. 069. 677. 02 . 1%3PCFeII組成相：組成相：F+Fe3C%9 .17)(1)(3FwCFew%1 .82%1000008. 069. 62 . 169. 6)(F%9 .17)(1)(3FwCFew（5）共晶白口鐵）共晶白口鐵 wC= 4.3 室溫組織：室溫組織：Le

12、組成相：組成相：F+Fe3C（6）亞共晶白口鐵）亞共晶白口鐵 2.11 4.3室溫組織：室溫組織：P +Fe3CII+ Le組成相：組成相：F+Fe3C（7）過共晶白口鐵）過共晶白口鐵4.3 6.69 室溫組織：室溫組織： Fe3C + Le組成相：組成相：F+Fe3CF 從從A中析出的中析出的F一般呈塊狀一般呈塊狀 共析反應(yīng)生成的共析反應(yīng)生成的F，由于同滲碳體相互制約，呈交替層片狀，由于同滲碳體相互制約，呈交替層片狀(P)Fe3C Fe3C (0.0218 )從從F中析出，沿晶界呈小片狀分布中析出，沿晶界呈小片狀分布 Fe3C共析共析 與與F呈交替層片狀（呈交替層片狀（P） Fe3C 從從A

13、中析出以網(wǎng)絡(luò)狀分布于中析出以網(wǎng)絡(luò)狀分布于A晶界晶界 Fe3C共晶共晶 與與A相關(guān)形成，在相關(guān)形成，在Ld中為連續(xù)的基體，比較粗大，中為連續(xù)的基體，比較粗大， Fe3C 從液體中直接形成，呈規(guī)則長條狀從液體中直接形成，呈規(guī)則長條狀Fe3C (Cm)硬而脆，為硬脆相硬而脆，為硬脆相F 硬度低、強(qiáng)度低、塑性好，為軟韌相硬度低、強(qiáng)度低、塑性好，為軟韌相A 強(qiáng)度較低、硬度不高、易于塑性變形強(qiáng)度較低、硬度不高、易于塑性變形P 層片狀、強(qiáng)度較高、塑韌性硬度介于層片狀、強(qiáng)度較高、塑韌性硬度介于F和和Fe3C之間之間Le Fe3C連續(xù)分布，連續(xù)分布，A呈顆粒狀分布在呈顆粒狀分布在Fe3C基體上，由于基體上，由于

14、Fe3C很很 脆，所以脆，所以Le是塑性很差的組織是塑性很差的組織含碳量對(duì)平衡組織的影響含碳量對(duì)平衡組織的影響圖圖2-39標(biāo)注組織的標(biāo)注組織的Fe-Fe3C相圖相圖 F-F+Fe3CIII-F+P-P-P+ Fe3C-P+ Fe3C+ Le Le- Le+ Fe3C-Fe3C3鋼的熱處理基本工藝路線:加熱-保溫-冷卻普通熱處理普通熱處理（“四把火四把火”）：退火、正火、淬火、回火退火、正火、淬火、回火表面熱處理表面熱處理化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理鋼的熱處理定義：定義：將鋼在固態(tài)下加熱到預(yù)定的溫度，并在該溫度下將鋼在固態(tài)下加熱到預(yù)定的溫度，并在該溫度下保持一段時(shí)間，然后以一定的速度冷卻下來的一種工藝。

15、保持一段時(shí)間，然后以一定的速度冷卻下來的一種工藝。目的：目的：改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，以改善鋼的性能。改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，以改善鋼的性能。熱處理三個(gè)階段：熱處理三個(gè)階段：加熱、保溫、冷卻加熱、保溫、冷卻普通熱處理：普通熱處理：退火、正火、淬火、回火退火、正火、淬火、回火表面熱處理和化學(xué)熱處理表面熱處理和化學(xué)熱處理等溫冷卻等溫冷卻連續(xù)冷卻連續(xù)冷卻6.1 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變 實(shí)際實(shí)際相變溫度相變溫度偏離平衡相變點(diǎn)偏離平衡相變點(diǎn),加熱時(shí)相變溫度偏向高溫加熱時(shí)相變溫度偏向高溫,冷卻時(shí)偏向低溫冷卻時(shí)偏向低溫;加熱時(shí)：標(biāo)以字母加熱時(shí)：標(biāo)以字母“C”，如，如AC1、AC3、A CC m；冷卻時(shí)：標(biāo)以字母冷卻時(shí)

16、：標(biāo)以字母“r”，如，如Ar1、Ar3、A r c m;法語：加熱 chauffage冷卻 refroidissement（一）奧氏體的形成過程四個(gè)基本過程：A 形核、A長大、剩余滲碳體溶解、A成分均勻化AAFPFAcAc31ACFeACFePcmAcAc 331亞共析鋼亞共析鋼過共析鋼過共析鋼奧氏體化：鋼在加熱時(shí)奧氏體的形成過程鋼在加熱時(shí)奧氏體的形成過程(二) 影響奧氏體轉(zhuǎn)變速度的因素 1. 加熱溫度 隨加熱溫度的提高隨加熱溫度的提高, A, A化速度加快；化速度加快； 2. 加熱速度 加熱速度越快，發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度越高，轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間越短；加熱速度越快，發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度越高，轉(zhuǎn)變所需的時(shí)間越短

17、； 3. 鋼中碳含量 碳含量增加，碳含量增加，F(xiàn)和和Fe3C的相界面增大，轉(zhuǎn)變速度加快；的相界面增大，轉(zhuǎn)變速度加快； 4. 合金元素 鈷、鎳等加快鈷、鎳等加快A A化過程；鉻、鉬、釩等減慢化過程；鉻、鉬、釩等減慢A A化過程；硅、鋁、錳等不化過程；硅、鋁、錳等不 影響影響A化過程。擴(kuò)散速度慢，加熱溫度一般較高，保溫時(shí)間更長化過程。擴(kuò)散速度慢，加熱溫度一般較高，保溫時(shí)間更長 ； 5. 原始組織 Fe3C為片狀時(shí)為片狀時(shí)A A形成速度快，形成速度快，F(xiàn)e3C間距越小，轉(zhuǎn)變速度越快；間距越小，轉(zhuǎn)變速度越快； 鋼的鋼的奧氏體晶粒大小奧氏體晶粒大小直接影響冷卻所得到直接影響冷卻所得到的組織和性能。的組織

18、和性能。 奧氏體晶粒細(xì)小時(shí)，退火后所得的組織亦奧氏體晶粒細(xì)小時(shí)，退火后所得的組織亦細(xì)，則鋼的強(qiáng)度、塑性、韌性較好。奧氏細(xì)，則鋼的強(qiáng)度、塑性、韌性較好。奧氏體晶粒越細(xì)，淬火后得到的馬氏體也細(xì)小，體晶粒越細(xì)，淬火后得到的馬氏體也細(xì)小，因而韌性也得到改善。因而韌性也得到改善。（三）奧氏體晶粒度及其影響因素 生產(chǎn)中一般采用生產(chǎn)中一般采用標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)晶粒度等級(jí)圖晶粒度等級(jí)圖，由比，由比較的方法來測定鋼的較的方法來測定鋼的奧氏體晶粒度。奧氏體晶粒度。 晶粒度通常分晶粒度通常分8級(jí)級(jí)。14級(jí)級(jí)-粗晶粒度；粗晶粒度；58級(jí)級(jí)-細(xì)晶粒度；細(xì)晶粒度； 某一具體熱處理或熱加工條件下奧氏體的晶粒度稱某一具體熱處理或熱加工

19、條件下奧氏體的晶粒度稱為為實(shí)際晶粒度，它決定鋼的性能；，它決定鋼的性能； 鋼在加熱時(shí)奧氏體晶粒長大的傾向性用本質(zhì)晶粒度鋼在加熱時(shí)奧氏體晶粒長大的傾向性用本質(zhì)晶粒度來表示；來表示； 本質(zhì)晶粒度：鋼加熱到鋼加熱到93010、保溫、保溫8h，冷卻，冷卻后測得的晶粒度。后測得的晶粒度。 如果測得的晶粒細(xì)小，則該鋼稱為如果測得的晶粒細(xì)小，則該鋼稱為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，反之叫反之叫本質(zhì)粗晶粒鋼本質(zhì)粗晶粒鋼。本質(zhì)細(xì)晶粒鋼在。本質(zhì)細(xì)晶粒鋼在930 以下以下加熱時(shí)晶粒長大的傾向性小，適于進(jìn)行熱處理。本加熱時(shí)晶粒長大的傾向性小，適于進(jìn)行熱處理。本質(zhì)粗晶粒鋼進(jìn)行熱處理時(shí)，需嚴(yán)格控制加熱溫度。質(zhì)粗晶粒鋼進(jìn)行熱處

20、理時(shí)，需嚴(yán)格控制加熱溫度。影響奧氏體晶粒度的因素影響奧氏體晶粒度的因素1 1）加熱溫度和保溫時(shí)間）加熱溫度和保溫時(shí)間的影響的影響 加熱加熱溫度越高，保溫時(shí)間越長，則奧氏體晶粒越溫度越高，保溫時(shí)間越長，則奧氏體晶粒越粗大；粗大；2 2）加熱速度的影響）加熱速度的影響 加熱加熱速度越快，過熱度越大，奧氏體的實(shí)際形成溫速度越快，過熱度越大，奧氏體的實(shí)際形成溫度越高，形核率和長大速度越大，則奧氏體的起始晶度越高，形核率和長大速度越大，則奧氏體的起始晶粒越細(xì)?。涣Ｔ郊?xì)?。?短短時(shí)快速加熱工藝獲得超細(xì)晶粒；時(shí)快速加熱工藝獲得超細(xì)晶粒； 3) 3) 鋼的化學(xué)成分的影響鋼的化學(xué)成分的影響C在一定范圍內(nèi)，晶粒長

21、大傾向增大；在一定范圍內(nèi)，晶粒長大傾向增大； 超過一定量后，超過一定量后，C 能以未溶碳化物的形式存在，能以未溶碳化物的形式存在，A 晶粒長大受到第二相的阻礙作用，反使晶粒長大受到第二相的阻礙作用，反使A 晶粒晶粒長大傾向減??；長大傾向減小；Ti、V、Nb、Zr 能形成高熔點(diǎn)彌散碳化物分布在能形成高熔點(diǎn)彌散碳化物分布在晶界上，能阻礙晶粒長大；晶界上，能阻礙晶粒長大；Al 能形成穩(wěn)定的氧化物、氮化物彌散分布在晶界能形成穩(wěn)定的氧化物、氮化物彌散分布在晶界阻礙晶粒長大；阻礙晶粒長大；Mn、P能促進(jìn)晶粒長大；能促進(jìn)晶粒長大；6.2 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼在鋼在A A化后有兩種冷卻方式：化后

22、有兩種冷卻方式： 1、等溫冷卻：等溫冷卻：將鋼迅速冷將鋼迅速冷卻到臨界點(diǎn)以下的給定溫度，卻到臨界點(diǎn)以下的給定溫度，進(jìn)行保溫，使其在該溫度下進(jìn)行保溫，使其在該溫度下恒恒溫溫轉(zhuǎn)變；轉(zhuǎn)變； 2、連續(xù)冷卻：連續(xù)冷卻：將鋼以某將鋼以某種速度連續(xù)冷卻，使其在臨界種速度連續(xù)冷卻，使其在臨界點(diǎn)以下點(diǎn)以下變溫變溫連續(xù)轉(zhuǎn)變。連續(xù)轉(zhuǎn)變。 一、過冷一、過冷A的等溫轉(zhuǎn)變的等溫轉(zhuǎn)變 從鐵碳相圖可知，當(dāng)溫度在從鐵碳相圖可知，當(dāng)溫度在A1以上時(shí)，奧以上時(shí)，奧氏體是穩(wěn)定的，能長期存在。當(dāng)溫度降到氏體是穩(wěn)定的，能長期存在。當(dāng)溫度降到A1以下時(shí)，奧氏體即處于過冷狀態(tài)，這種以下時(shí)，奧氏體即處于過冷狀態(tài)，這種奧氏體稱為奧氏體稱為過冷奧

23、氏體過冷奧氏體（過冷（過冷 A ）；）； 過冷過冷A是不穩(wěn)定的，它會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌M織。是不穩(wěn)定的，它會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌M織。 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變，實(shí)質(zhì)上是過冷奧氏體鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變，實(shí)質(zhì)上是過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變。的轉(zhuǎn)變。 共析鋼等溫轉(zhuǎn)變曲線共析鋼等溫轉(zhuǎn)變曲線(TTT曲線，或稱曲線，或稱C曲線）曲線） TTT曲線（曲線（Time-Temperature-Transformation 曲曲線），又稱線），又稱C曲線，表示過冷奧氏體在不同過冷溫曲線，表示過冷奧氏體在不同過冷溫度下的度下的等溫過程等溫過程中，中，轉(zhuǎn)變溫度轉(zhuǎn)變溫度、轉(zhuǎn)變時(shí)間轉(zhuǎn)變時(shí)間與與轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變產(chǎn)物產(chǎn)物的關(guān)系；的關(guān)系； TTT曲線的建立是利用過冷曲線的

24、建立是利用過冷A轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織形態(tài)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織形態(tài)和性能測定的。方法有金相測定法、硬度測定法、和性能測定的。方法有金相測定法、硬度測定法、膨脹測定法、膨脹測定法、X射線結(jié)構(gòu)分析法等。射線結(jié)構(gòu)分析法等。1 1、共析鋼過冷、共析鋼過冷A A的等溫轉(zhuǎn)變的等溫轉(zhuǎn)變TTT 曲線（C 曲線）三三條條水水平平線線A1 A 和和P 的平衡溫度的平衡溫度Ms A M 的開始轉(zhuǎn)變溫度的開始轉(zhuǎn)變溫度Mf A M 的終了轉(zhuǎn)變溫度的終了轉(zhuǎn)變溫度兩條兩條曲線曲線左左 過冷過冷A 轉(zhuǎn)變開始線轉(zhuǎn)變開始線右右 過冷過冷A 轉(zhuǎn)變終了線轉(zhuǎn)變終了線四四個(gè)個(gè)區(qū)區(qū)A 狀態(tài)：狀態(tài)：A1線以上；線以上；過冷過冷A區(qū)：區(qū)：A1線以下、線以下

25、、Ms 線線以上和轉(zhuǎn)變開始曲線之間的以上和轉(zhuǎn)變開始曲線之間的區(qū)域；區(qū)域；過冷過冷A正在轉(zhuǎn)變區(qū)：正在轉(zhuǎn)變區(qū)：轉(zhuǎn)變開始轉(zhuǎn)變開始曲線和轉(zhuǎn)變終了曲線之間的曲線和轉(zhuǎn)變終了曲線之間的區(qū)域；區(qū)域；轉(zhuǎn)變終了區(qū)：轉(zhuǎn)變終了區(qū)：轉(zhuǎn)變終了曲線轉(zhuǎn)變終了曲線以右；以右；孕育期：從過冷到轉(zhuǎn)變開始線之間的時(shí)間； 長短表示過冷長短表示過冷A穩(wěn)定性的高低；穩(wěn)定性的高低； 共析鋼約在共析鋼約在 550 左右孕育期左右孕育期最短，過冷最短，過冷A最不最不穩(wěn)定；穩(wěn)定；(1)高溫轉(zhuǎn)變（高溫轉(zhuǎn)變（P 轉(zhuǎn)變）轉(zhuǎn)變） A1 550擴(kuò)散型相變擴(kuò)散型相變，產(chǎn)物為，產(chǎn)物為P 型組織（型組織（F 和和Fe3C 交替交替排列的層片狀組織）；排列的層片狀

26、組織）；組織粗細(xì)取決于組織粗細(xì)取決于 形成形成溫度，越低溫度，越低 ，P 越細(xì)；越細(xì)；根據(jù)片間距的大小可根據(jù)片間距的大小可將將 P 分分P、S、T三類；三類； 珠光體組織包括：珠光體組織包括：珠光體珠光體P Pearlite；索氏體索氏體S 英國冶金學(xué)家英國冶金學(xué)家H.C.Sorby名字命名名字命名 又稱又稱細(xì)珠光體；細(xì)珠光體；屈氏體屈氏體T 法國金相學(xué)家法國金相學(xué)家L.Troost名字命名名字命名 也稱也稱極細(xì)珠光體極細(xì)珠光體或或托氏體；托氏體； 珠光體珠光體P P、索氏體、索氏體S S、屈氏體、屈氏體T T 都屬于珠光體類都屬于珠光體類型的組織，都是鐵素體和滲碳體組成的片層相間的型的組織，

27、都是鐵素體和滲碳體組成的片層相間的機(jī)械混合物，它們的差別僅僅是片間距不同；機(jī)械混合物，它們的差別僅僅是片間距不同； (b) 索氏體索氏體 8000(a)珠光體珠光體 3800(c)屈氏體屈氏體 8000 珠光體型組織按層間距大珠光體型組織按層間距大小分為小分為珠光體珠光體(P)(P)、索氏體索氏體(S)(S)和和屈氏體屈氏體(T)(T) ，片間距，片間距越小性能越好；越小性能越好；（2) 中溫轉(zhuǎn)變中溫轉(zhuǎn)變(B轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變):550-Ms貝氏體貝氏體（B B）是滲碳體分布在）是滲碳體分布在碳過飽和的碳過飽和的F F基體上的兩相混基體上的兩相混合物；合物；半擴(kuò)散型相變半擴(kuò)散型相變，轉(zhuǎn)變溫度不，轉(zhuǎn)變溫度

28、不同，形成的同，形成的B形態(tài)不同形態(tài)不同;550350 ，B上上，呈，呈羽毛羽毛狀狀，小片狀滲碳體分布在成排，小片狀滲碳體分布在成排的的 F 片之間片之間350 Ms ， B下下，黑色針狀黑色針狀上貝氏體形態(tài)上貝氏體形態(tài) 下貝氏體形態(tài)下貝氏體形態(tài) 上貝氏體上貝氏體( (500)500)下貝氏體下貝氏體( (500)500)B上上，羽毛狀羽毛狀，形成溫度較高，形成溫度較高， F 和和Fe3C 顆粒較粗大，硬度低，顆粒較粗大，硬度低，韌性低；韌性低；B下下，黑色針狀黑色針狀，細(xì)小無方向性，而，細(xì)小無方向性，而F 內(nèi)碳化物細(xì)小彌散，位錯(cuò)內(nèi)碳化物細(xì)小彌散，位錯(cuò)密度很高，強(qiáng)度高，韌性也很好，具有良好的綜

29、合機(jī)械性能；密度很高，強(qiáng)度高，韌性也很好，具有良好的綜合機(jī)械性能；2 2、亞共析鋼過冷、亞共析鋼過冷A A的等溫轉(zhuǎn)變的等溫轉(zhuǎn)變45鋼過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線 v多了一條過冷多了一條過冷 A F 的的開始線；開始線；v隨著含碳量降低隨著含碳量降低 ，C 曲曲線左移，線左移，Ms 、Mf 上移；上移；例：例： 45鋼等溫轉(zhuǎn)變：鋼等溫轉(zhuǎn)變： A1650 F+P 650 600 F+S 600 550 F+T 550 Ms B3 3、過共析鋼過冷、過共析鋼過冷A A的等溫轉(zhuǎn)變的等溫轉(zhuǎn)變v多了一條過冷多了一條過冷 A 析析出出 Fe3C 開始線；開始線；v隨含碳量增加隨含碳量增加 C 曲曲線左移，線左移， M

30、s 、Mf 下下移；移；例：例：T10 鋼等溫轉(zhuǎn)變鋼等溫轉(zhuǎn)變 A1650 Fe3C+ P 650 600 Fe3C +S 600 550 Fe3C +T 550 Ms B二、過冷二、過冷A A的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變一定冷卻速度下，過冷一定冷卻速度下，過冷 A A 在一個(gè)溫度范圍內(nèi)所發(fā)生在一個(gè)溫度范圍內(nèi)所發(fā)生的轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變; ;可變的外部因素：過冷可變的外部因素：過冷A A 的冷卻速度；的冷卻速度； 研究冷卻速度對(duì)過冷研究冷卻速度對(duì)過冷A分解分解及分解產(chǎn)物的及分解產(chǎn)物的影響；影響； 連續(xù)冷卻速度不同到達(dá)各個(gè)連續(xù)冷卻速度不同到達(dá)各個(gè)溫度區(qū)間的時(shí)間以及在各個(gè)溫溫度區(qū)間的時(shí)間以及在各個(gè)溫度區(qū)間停留

31、的時(shí)間也不同；度區(qū)間停留的時(shí)間也不同；實(shí)際生產(chǎn)中較多的情況是采用實(shí)際生產(chǎn)中較多的情況是采用連續(xù)冷卻連續(xù)冷卻，研究，研究鋼的過鋼的過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過程冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過程更有實(shí)際意義。更有實(shí)際意義。1 1、共析鋼過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變、共析鋼過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 共析鋼過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（共析鋼過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT曲曲線線，Continuous-Cooling-Transformation曲線）曲線） CCT曲線的測定曲線的測定：將一組試樣奧氏體化后，以不：將一組試樣奧氏體化后，以不同的冷卻速度連續(xù)冷卻，測出同的冷卻速度連續(xù)冷卻，測出A轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)與結(jié)

32、轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)的溫度與時(shí)間，并標(biāo)在束點(diǎn)的溫度與時(shí)間，并標(biāo)在溫度溫度-時(shí)間時(shí)間坐標(biāo)圖上，坐標(biāo)圖上，分別連接所有轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)，即得到分別連接所有轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)，即得到CCT曲線。曲線。CCT 曲線曲線 只有只有 P 轉(zhuǎn)變區(qū)和轉(zhuǎn)變區(qū)和 M 轉(zhuǎn)變區(qū)；轉(zhuǎn)變區(qū)； 沒有沒有B 轉(zhuǎn)變區(qū)；轉(zhuǎn)變區(qū)；Ps ：過冷：過冷 A P 型組織的開始線型組織的開始線Pf ：過冷：過冷 A P 型組織的終了線型組織的終了線kk：過冷：過冷 A 轉(zhuǎn)變中止線轉(zhuǎn)變中止線注意注意： 由于由于CCT曲線較難測定，因此一般用過冷曲線較難測定，因此一般用過冷A的等溫轉(zhuǎn)變曲線（的等溫轉(zhuǎn)變曲線（TTT曲線）來分析連續(xù)曲線）來分析連

33、續(xù)轉(zhuǎn)變的過程和產(chǎn)物（轉(zhuǎn)變的過程和產(chǎn)物（CCT曲線）；曲線）； 需注意需注意TTT曲線和曲線和CCT曲線的差異。曲線的差異。VK -上臨界冷卻速度上臨界冷卻速度 （臨界淬火速度臨界淬火速度）V冷冷VK 時(shí)，遇不到時(shí)，遇不到P 轉(zhuǎn)變線轉(zhuǎn)變線 ，得到的組織為得到的組織為M VK -下臨界冷卻速度下臨界冷卻速度V冷冷VK時(shí)，全部轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)，全部轉(zhuǎn)變?yōu)镻CCT 曲線中曲線中P轉(zhuǎn)變開始線和轉(zhuǎn)變開始線和 P 轉(zhuǎn)變終了線均在轉(zhuǎn)變終了線均在TTT 曲線的曲線的右下右下方方；連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變和等溫轉(zhuǎn)變相比，和等溫轉(zhuǎn)變相比，轉(zhuǎn)變溫度低轉(zhuǎn)變溫度低 ，孕，孕育期長；育期長；共析鋼轉(zhuǎn)變過程及產(chǎn)物共析鋼轉(zhuǎn)變過程及產(chǎn)物爐冷爐冷V1：緩慢冷：緩慢冷卻，轉(zhuǎn)變溫度較高，卻，轉(zhuǎn)變溫度較高，過冷過冷AP，粗片狀，粗片狀空冷空冷V2：稍快速：稍快速度，過冷度，過冷AS ，細(xì)，細(xì)片狀片狀油冷油冷V4 ：過冷：過冷A先有先有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)橐徊糠洲D(zhuǎn)變?yōu)?T，剩余，剩余的的 A 在冷卻到在冷