CH4 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變及熱處理PPT(10級)

1、鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰12022-5-5鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰22022-5-5 過冷奧氏體轉(zhuǎn)變類型過冷奧氏體轉(zhuǎn)變類型 過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變 過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 常規(guī)熱處理方法常規(guī)熱處理方法 熱處理常用設(shè)備熱處理常用設(shè)備*鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰32022-5-51.過冷過冷A冷卻方式、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖類型。冷卻方式、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖類型。2. 過冷過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖、等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖、1)共析鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲圖分析，過冷共析鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲圖分

2、析，過冷A發(fā)生種轉(zhuǎn)變；發(fā)生種轉(zhuǎn)變； 2)非非共析鋼的過冷共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖與共析鋼的過冷等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖與共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的異同，合金鋼的過冷圖的異同，合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變圖類型；等溫轉(zhuǎn)變圖類型；3)影響過冷影響過冷A等溫轉(zhuǎn)變等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖形狀的因素；動力學(xué)圖形狀的因素；4)過冷過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的測定（金相法硬等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的測定（金相法硬度法）。度法）。3. 過冷過冷A連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖 1)共析鋼共析鋼CCT圖分析：線、區(qū)，不同的冷卻速度下圖分析：線、區(qū)，不同的冷卻速度下A發(fā)生的轉(zhuǎn)變，臨發(fā)生的轉(zhuǎn)變，臨界冷卻速度；界冷卻速度；2)

3、非共析鋼非共析鋼CCT圖與非共析鋼圖與非共析鋼CCT圖的異同；圖的異同；3)金相硬金相硬度法測定過冷度法測定過冷A連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖原理和方法；連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖原理和方法；4）過冷奧氏體連續(xù)）過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的應(yīng)用轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的應(yīng)用。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰42022-5-5 熱處理熱處理是使固態(tài)金屬通過加熱、保溫、冷卻工序改變其內(nèi)部組是使固態(tài)金屬通過加熱、保溫、冷卻工序改變其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，以獲得預(yù)期性能的工藝過程。熱處理通常包括織結(jié)構(gòu)，以獲得預(yù)期性能的工藝過程。熱處理通常包括加熱加熱、保保溫溫和和冷卻冷卻三個步驟，其中三個步驟，其中冷卻冷卻往往是最關(guān)鍵的步驟往

4、往是最關(guān)鍵的步驟。 正確地進(jìn)行熱處理，可以成倍、以至數(shù)十倍地提高零件的使用正確地進(jìn)行熱處理，可以成倍、以至數(shù)十倍地提高零件的使用壽命。壽命。 熱處理能改變工件性能的根本原因是在熱處理過程中金屬的內(nèi)熱處理能改變工件性能的根本原因是在熱處理過程中金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。鋼件加熱到臨界點(diǎn)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。鋼件加熱到臨界點(diǎn)(A1或或A3)以上形成奧氏以上形成奧氏體。奧氏體冷卻到臨界點(diǎn)以下的奧氏體，是非穩(wěn)定組織，稱為體。奧氏體冷卻到臨界點(diǎn)以下的奧氏體，是非穩(wěn)定組織，稱為過過冷奧氏體冷奧氏體。 過冷奧氏體在不同的冷卻條件下，可以通過不同的轉(zhuǎn)變機(jī)制進(jìn)過冷奧氏體在不同的冷卻條件下，可以通過不同的轉(zhuǎn)變

5、機(jī)制進(jìn)行轉(zhuǎn)變，最終可能轉(zhuǎn)變?yōu)樾修D(zhuǎn)變，最終可能轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w珠光體、貝氏體貝氏體、馬氏體馬氏體或它們的或它們的混合混合組織組織，從而導(dǎo)致鋼件具有不同的性能。，從而導(dǎo)致鋼件具有不同的性能。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰52022-5-5 ：一是平衡冷卻條件或接近于平衡：一是平衡冷卻條件或接近于平衡冷卻條件，特征是不考慮時間因素，或者說時間無限長，冷卻條件，特征是不考慮時間因素，或者說時間無限長，F(xiàn)e-Fe3C相圖就是在這種條件下獲得的。二是非平衡冷卻條件，相圖就是在這種條件下獲得的。二是非平衡冷卻條件，它受時間因素影響。它受時間因素影響。 相變動力學(xué)相變動力學(xué)是研究新相形成量與時

6、間、溫度關(guān)系的學(xué)科。是研究新相形成量與時間、溫度關(guān)系的學(xué)科。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖就是研究某一成分的鋼的過就是研究某一成分的鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物與溫度、時間的關(guān)系及其變化規(guī)律。掌握冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物與溫度、時間的關(guān)系及其變化規(guī)律。掌握過冷奧氏體的非平衡冷卻條件下的轉(zhuǎn)變規(guī)律，對熱處理生產(chǎn)過冷奧氏體的非平衡冷卻條件下的轉(zhuǎn)變規(guī)律，對熱處理生產(chǎn)具有直接的指導(dǎo)意義。具有直接的指導(dǎo)意義。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰62022-5-5 奧氏體在臨界點(diǎn)以下是不穩(wěn)定組織。當(dāng)奧氏體被過冷到奧氏體在臨界點(diǎn)以下是不穩(wěn)定組織。當(dāng)奧氏體被過冷到臨界點(diǎn)以下時，將轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)

7、定的組織。臨界點(diǎn)以下時，將轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的組織。 如果冷卻速度極慢，則轉(zhuǎn)變可以按如果冷卻速度極慢，則轉(zhuǎn)變可以按Fe-Fe3C狀態(tài)圖進(jìn)行，狀態(tài)圖進(jìn)行，即首先沿即首先沿GS及及ES線析出先共析鐵素體或先共析滲碳體。最后線析出先共析鐵素體或先共析滲碳體。最后具有共析成分的奧氏體將分解為鐵素體與滲碳體。具有共析成分的奧氏體將分解為鐵素體與滲碳體。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰72022-5-5 但在實(shí)際熱處理中采用的冷速均較大。由于冷速大，先但在實(shí)際熱處理中采用的冷速均較大。由于冷速大，先共析相來不及沿共析相來不及沿GSE線析出，共析成分的奧氏體也來不及在線析出，共析成分的奧氏體也來不

8、及在略低于略低于A1的溫度分解完畢，故奧氏體有可能被過冷到較低的的溫度分解完畢，故奧氏體有可能被過冷到較低的溫度，在較大的過冷度下發(fā)生轉(zhuǎn)變。溫度，在較大的過冷度下發(fā)生轉(zhuǎn)變。 隨著過冷度的增大，轉(zhuǎn)變溫度的降低，轉(zhuǎn)變驅(qū)動力增大，隨著過冷度的增大，轉(zhuǎn)變溫度的降低，轉(zhuǎn)變驅(qū)動力增大，鐵原子與碳原子的活動能力下降，過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變機(jī)制不鐵原子與碳原子的活動能力下降，過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變機(jī)制不同。同。 過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變分為三大類：鐵原子與碳原子均能充分過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變分為三大類：鐵原子與碳原子均能充分?jǐn)U散的高溫轉(zhuǎn)變，即擴(kuò)散的高溫轉(zhuǎn)變，即珠光體轉(zhuǎn)變珠光體轉(zhuǎn)變；鐵原子已難以擴(kuò)散而碳原；鐵原子已難以擴(kuò)散而碳原子尚能擴(kuò)

9、散的中溫轉(zhuǎn)變，即子尚能擴(kuò)散的中溫轉(zhuǎn)變，即貝氏體轉(zhuǎn)變貝氏體轉(zhuǎn)變；以及鐵原子與碳原；以及鐵原子與碳原子均已不能擴(kuò)散的低溫轉(zhuǎn)變，即子均已不能擴(kuò)散的低溫轉(zhuǎn)變，即馬氏體轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰82022-5-5 珠光體類珠光體類(P)(P)轉(zhuǎn)變是過冷奧氏體在轉(zhuǎn)變是過冷奧氏體在臨界溫度臨界溫度A1A1以下比較高的溫度范圍內(nèi)以下比較高的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的轉(zhuǎn)變，又稱進(jìn)行的轉(zhuǎn)變，又稱高溫轉(zhuǎn)變高溫轉(zhuǎn)變。產(chǎn)物為。產(chǎn)物為珠光體，是由鐵素體和滲碳體兩相的珠光體，是由鐵素體和滲碳體兩相的機(jī)械混合物，其組成相通常呈片層狀機(jī)械混合物，其組成相通常呈片層狀 。鐵素體和滲碳體兩相的含碳量、晶

10、體鐵素體和滲碳體兩相的含碳量、晶體結(jié)構(gòu)相差懸殊且與奧氏體截然不同，結(jié)構(gòu)相差懸殊且與奧氏體截然不同，轉(zhuǎn)變時必然發(fā)生轉(zhuǎn)變時必然發(fā)生C C的擴(kuò)散和晶格的改組，的擴(kuò)散和晶格的改組，因此珠光體轉(zhuǎn)變是典型的因此珠光體轉(zhuǎn)變是典型的擴(kuò)散型相變擴(kuò)散型相變。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰92022-5-5 珠光體是含碳量珠光體是含碳量0.770.77的的鐵碳合金發(fā)生共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)鐵碳合金發(fā)生共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物，是有鐵素體和滲碳體組物，是有鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物成的機(jī)械混合物( (+Fe+Fe3 3C)C)，根據(jù)滲碳體形態(tài)不同，常見根據(jù)滲碳體形態(tài)不同，常見的珠光體分為的珠光體分為片狀片狀P P

11、和和粒狀粒狀P P ，前者滲碳體呈前者滲碳體呈片狀片狀，后者滲，后者滲碳體呈碳體呈粒狀粒狀。粒狀。粒狀P P是片狀是片狀P P球化球化 形成的，如球化退火、形成的，如球化退火、淬火高溫回火。淬火高溫回火。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰102022-5-5 片狀珠光體的力學(xué)性能主要取決片片狀珠光體的力學(xué)性能主要取決片間距和珠光體團(tuán)的直徑間距和珠光體團(tuán)的直徑，珠光體中鐵素珠光體中鐵素體片的亞晶粒尺寸。隨片間距和珠光體體片的亞晶粒尺寸。隨片間距和珠光體團(tuán)的直徑減小，塑變能力、硬度、強(qiáng)度團(tuán)的直徑減小，塑變能力、硬度、強(qiáng)度和塑性提高。和塑性提高。 粒狀珠光體的力學(xué)性能主要取決于粒狀珠光

12、體的力學(xué)性能主要取決于Fe3C顆粒大小、形態(tài)、數(shù)量、分布。顆粒大小、形態(tài)、數(shù)量、分布。 Fe3C顆粒越小，分散越均勻，硬度和強(qiáng)顆粒越小，分散越均勻，硬度和強(qiáng)度提高。碳化物越接近等軸狀，分布越度提高。碳化物越接近等軸狀，分布越均勻，塑韌性越好均勻，塑韌性越好 在成分相同的情況下粒狀珠光體的在成分相同的情況下粒狀珠光體的硬度、強(qiáng)度比片狀珠光體的低，但塑性硬度、強(qiáng)度比片狀珠光體的低，但塑性和韌性好；粒狀珠光體具有良好的綜合和韌性好；粒狀珠光體具有良好的綜合力學(xué)性能力學(xué)性能。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰112022-5-5 過冷奧氏體到珠光體和馬氏體轉(zhuǎn)變之間的過冷奧氏體到珠光體和馬

13、氏體轉(zhuǎn)變之間的中溫轉(zhuǎn)變中溫轉(zhuǎn)變，稱為，稱為貝氏體轉(zhuǎn)變貝氏體轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變產(chǎn)物稱為。轉(zhuǎn)變產(chǎn)物稱為貝氏體貝氏體，記為，記為B B，是鐵素體和碳化是鐵素體和碳化物組成的機(jī)械混合物。物組成的機(jī)械混合物。 貝氏體轉(zhuǎn)變兼有珠光體和馬氏體轉(zhuǎn)變的特征，又有其獨(dú)特貝氏體轉(zhuǎn)變兼有珠光體和馬氏體轉(zhuǎn)變的特征，又有其獨(dú)特之處。即貝氏體中的之處。即貝氏體中的相形成是無擴(kuò)散的，而碳化物的析出則相形成是無擴(kuò)散的，而碳化物的析出則是通過擴(kuò)散進(jìn)行的，因此貝氏體轉(zhuǎn)變又稱為是通過擴(kuò)散進(jìn)行的，因此貝氏體轉(zhuǎn)變又稱為半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。 貝氏體的力學(xué)性能取決于貝氏體的組織形態(tài)。貝氏體的力學(xué)性能取決于貝氏體的組織形態(tài)。貝氏體的強(qiáng)貝氏體的強(qiáng)

14、度和韌性與形成溫度有關(guān)，上貝氏體的強(qiáng)度和韌性低于下貝氏度和韌性與形成溫度有關(guān)，上貝氏體的強(qiáng)度和韌性低于下貝氏體。體。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰122022-5-5 貝氏體的組織形態(tài)是多種多樣的，貝氏體的組織形態(tài)是多種多樣的，典型的貝氏體有：典型的貝氏體有：上貝氏體和下貝氏上貝氏體和下貝氏體體。 由由F和和Fe3C組成的非層片組成的非層片狀混合物，在狀混合物，在550350溫度區(qū)間溫度區(qū)間形形成，在光學(xué)顯微鏡下的特征成，在光學(xué)顯微鏡下的特征呈羽毛狀，呈羽毛狀，F(xiàn)呈大致平行的條狀，自呈大致平行的條狀，自A晶界的一側(cè)晶界的一側(cè)或兩側(cè)向或兩側(cè)向A晶內(nèi)伸展，晶內(nèi)伸展，F(xiàn)e3C呈不

15、連續(xù)呈不連續(xù)的、短桿狀分布于的、短桿狀分布于F條之間。條之間。由由F和碳化物組成的非層和碳化物組成的非層片狀混合物，在片狀混合物，在350Ms溫度區(qū)間溫度區(qū)間形成，形成，在在A晶粒內(nèi)部沿某些晶面單獨(dú)晶粒內(nèi)部沿某些晶面單獨(dú)的或成堆的長成竹葉狀（黑色片狀或的或成堆的長成竹葉狀（黑色片狀或針狀），立體形態(tài)呈雙凸透鏡狀，碳針狀），立體形態(tài)呈雙凸透鏡狀，碳化物呈細(xì)片狀或顆粒狀分布在化物呈細(xì)片狀或顆粒狀分布在F針內(nèi)。針內(nèi)。上貝氏體上貝氏體下貝氏體下貝氏體鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰132022-5-5 馬氏體轉(zhuǎn)變的含義馬氏體轉(zhuǎn)變的含義：指鋼從奧氏體狀態(tài)快速冷：指鋼從奧氏體狀態(tài)快速冷卻卻

16、( (即淬火即淬火) )而發(fā)生的無擴(kuò)散型相變，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物稱為而發(fā)生的無擴(kuò)散型相變，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物稱為馬氏體馬氏體。 馬氏體的定義馬氏體的定義： （1 1）馬氏體是碳溶于）馬氏體是碳溶于-Fe-Fe中的過飽和間隙式固中的過飽和間隙式固溶體；溶體； （2 2）馬氏體是在冷卻過程中所發(fā)生的基本特征）馬氏體是在冷卻過程中所發(fā)生的基本特征屬于馬氏體型轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物屬于馬氏體型轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 獲得馬氏體是強(qiáng)化鋼的重要途徑之一獲得馬氏體是強(qiáng)化鋼的重要途徑之一, ,是使是使鋼強(qiáng)鋼強(qiáng)韌化的先決條件韌化的先決條件。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰142022-5-5 鋼中馬氏體的形態(tài)很多，其中鋼中馬氏體的

17、形態(tài)很多，其中板條馬氏體和片狀馬氏體最為常板條馬氏體和片狀馬氏體最為常見。見。 板條馬氏體板條馬氏體: : 低碳鋼中的馬低碳鋼中的馬氏體組織是由許多成群的、相互氏體組織是由許多成群的、相互平行排列的板條所組成，亞結(jié)構(gòu)平行排列的板條所組成，亞結(jié)構(gòu)為高密度的為高密度的位錯位錯。 片狀片狀( (針狀針狀) )馬氏體馬氏體: : 在高碳在高碳鋼中形成的馬氏體完全是片狀馬鋼中形成的馬氏體完全是片狀馬氏體。在顯微鏡下觀察時呈針狀氏體。在顯微鏡下觀察時呈針狀或竹葉狀。亞結(jié)構(gòu)主要是或竹葉狀。亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶孿晶。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰152022-5-5 鋼中馬氏體力學(xué)性能的顯著特點(diǎn)

18、是具有鋼中馬氏體力學(xué)性能的顯著特點(diǎn)是具有高硬度和高強(qiáng)度高硬度和高強(qiáng)度。馬氏體的硬度主要取決于馬氏體的含碳量馬氏體的硬度主要取決于馬氏體的含碳量。 其硬度和屈服強(qiáng)度隨含碳量的增加而升高。其硬度和屈服強(qiáng)度隨含碳量的增加而升高。 馬氏體的塑性和韌性馬氏體的塑性和韌性 主要取決于馬氏體的亞結(jié)構(gòu)主要取決于馬氏體的亞結(jié)構(gòu)。 在相同屈服強(qiáng)度下，板條馬氏體比片狀馬氏體具有較高在相同屈服強(qiáng)度下，板條馬氏體比片狀馬氏體具有較高的韌性。的韌性。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰162022-5-5轉(zhuǎn)變溫度范圍轉(zhuǎn)變溫度范圍過冷程過冷程度度轉(zhuǎn)變產(chǎn)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物物代表符代表符號號組織形態(tài)組織形態(tài)層片間距層片間距轉(zhuǎn)

19、變產(chǎn)物硬度轉(zhuǎn)變產(chǎn)物硬度HRCA1650小小珠光體珠光體P粗片狀粗片狀約約0.3m55鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰172022-5-5 過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變類型過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變類型 常見珠光體的兩種形態(tài)及他們的性能差異，滲常見珠光體的兩種形態(tài)及他們的性能差異，滲碳體的形態(tài)。碳體的形態(tài)。 常見貝氏體的兩種形態(tài)及他們的性能差異，碳常見貝氏體的兩種形態(tài)及他們的性能差異，碳化物的形態(tài)和分布?；锏男螒B(tài)和分布。 常見馬氏體的兩種形態(tài)及他們的性能差異。常見馬氏體的兩種形態(tài)及他們的性能差異。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰182022-5-5鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變

20、授課 朱世杰192022-5-5 熱處理過程：熱處理過程：加熱、保溫、冷卻加熱、保溫、冷卻 冷卻方式冷卻方式有二種有二種：連續(xù)冷卻連續(xù)冷卻方式和方式和等溫冷卻等溫冷卻方式方式 dT/d時是平衡條件，否則就是非平衡條件。時是平衡條件，否則就是非平衡條件。 過冷奧氏體在非平衡條件下冷卻，可有過冷奧氏體在非平衡條件下冷卻，可有三種形式三種形式。 其中：其中：(a) dT/d= 0，為等溫冷卻；為等溫冷卻； (b) dT/d= C，為連續(xù)冷卻；為連續(xù)冷卻； (c) dT/d= f()，為實(shí)際冷卻。為實(shí)際冷卻。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰202022-5-5 過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變方式有

21、過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變方式有等溫轉(zhuǎn)等溫轉(zhuǎn)變變和和變溫轉(zhuǎn)變（連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變）變溫轉(zhuǎn)變（連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變）兩種。兩種。 是將鋼加熱到奧氏體狀是將鋼加熱到奧氏體狀態(tài)后，迅速冷卻到臨界點(diǎn)態(tài)后，迅速冷卻到臨界點(diǎn)A1以下的某以下的某一恒定溫度下，隨時間的增長，新相一恒定溫度下，隨時間的增長，新相形成量形成量(一般以體積分?jǐn)?shù)表示一般以體積分?jǐn)?shù)表示)增加的增加的相變，并完成其組織轉(zhuǎn)變的過程。相變，并完成其組織轉(zhuǎn)變的過程。 是新相形成量是溫度和是新相形成量是溫度和時間的函數(shù)的相變。時間的函數(shù)的相變。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰212022-5-5 過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖是表

22、示過冷奧氏體是表示過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變等溫轉(zhuǎn)變溫度溫度、時間時間和和轉(zhuǎn)變產(chǎn)物轉(zhuǎn)變產(chǎn)物三者之間的關(guān)系圖，稱為三者之間的關(guān)系圖，稱為。 TTTTemperature Tim Transformation diagram ITIsothermal Transformation diagram 過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖綜合反過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖綜合反映了過冷奧氏體在冷卻時的等溫映了過冷奧氏體在冷卻時的等溫轉(zhuǎn)變溫度、等溫時間和轉(zhuǎn)變量之轉(zhuǎn)變溫度、等溫時間和轉(zhuǎn)變量之間的關(guān)系（即反映了過冷奧氏體間的關(guān)系（即反映了過冷奧氏體在不同的過冷度下等溫轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)在不同的過冷度下等溫轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變開始時間、轉(zhuǎn)變終了時間、轉(zhuǎn)變開始時間

23、、轉(zhuǎn)變終了時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物類型、轉(zhuǎn)變量與等溫溫度、變產(chǎn)物類型、轉(zhuǎn)變量與等溫溫度、等溫時間的關(guān)系）。等溫時間的關(guān)系）。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰222022-5-5 線線：縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為時間：縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為時間，臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)A A1 1線，線，M MS S線線，M Mf f線線，轉(zhuǎn)變開始線，轉(zhuǎn)變終了線。轉(zhuǎn)變開始線，轉(zhuǎn)變終了線。 區(qū)區(qū)：A A1 1以上為穩(wěn)定以上為穩(wěn)定A A區(qū)，過冷區(qū)，過冷A A區(qū)區(qū)，過冷過冷A A等溫轉(zhuǎn)變區(qū)等溫轉(zhuǎn)變區(qū)(AP(AP、AB)AB)轉(zhuǎn)變產(chǎn)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)物區(qū)(P(P、B)B)，M M形成區(qū)形成區(qū)(AM)(AM)、M M轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)產(chǎn)物區(qū)(

24、M(M或或M+Ar).M+Ar). 轉(zhuǎn)變開始線與縱坐標(biāo)之間的距離轉(zhuǎn)變開始線與縱坐標(biāo)之間的距離為為。孕育期最短的部位，即轉(zhuǎn)。孕育期最短的部位，即轉(zhuǎn)變開始線的突出部分，稱為變開始線的突出部分，稱為鼻子鼻子。碳。碳鋼鼻尖處的溫度為鋼鼻尖處的溫度為550550。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰232022-5-5 ( (轉(zhuǎn)變類型轉(zhuǎn)變類型) )： C C曲線明確表示了過冷奧氏體在不同溫度下的等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。曲線明確表示了過冷奧氏體在不同溫度下的等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。 P P型轉(zhuǎn)變型轉(zhuǎn)變：高溫區(qū)：高溫區(qū)(A(A1 1550)550)、過冷度小，過冷度小，APAP；擴(kuò)散型相變擴(kuò)散型相變 M M型轉(zhuǎn)變型

25、轉(zhuǎn)變：低溫區(qū)：低溫區(qū)( (在在M MS S以下以下) )、過冷度大，、過冷度大，AMAM；非擴(kuò)散型相變非擴(kuò)散型相變 型轉(zhuǎn)變型轉(zhuǎn)變：中溫區(qū)：中溫區(qū)(550(550M MS S) )，ABAB。半擴(kuò)散型相變半擴(kuò)散型相變 在中部區(qū)域可能得到在中部區(qū)域可能得到P P和和B B的混合組織；在下部區(qū)域可能得到的混合組織；在下部區(qū)域可能得到M M和和B B的混合組織；的混合組織；鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰242022-5-5轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變類型類型轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變產(chǎn)物產(chǎn)物形成溫度，形成溫度，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變機(jī)機(jī)制制顯微組織特征顯微組織特征HRC獲得獲得工藝工藝珠珠光光體體PA1650擴(kuò)擴(kuò)散散型型粗片狀，粗片狀

26、，F(xiàn)和和Fe3C相間分布相間分布5-20退火退火S650600細(xì)片狀，細(xì)片狀，F(xiàn)合合Fe3C相間分布相間分布20-30正火正火T600550極細(xì)片狀，極細(xì)片狀，F(xiàn)和和Fe3C相間分布相間分布30-40等溫等溫處理處理貝貝氏氏體體B上上550350半半擴(kuò)擴(kuò)散散型型羽毛狀，短棒狀羽毛狀，短棒狀Fe3C分布于分布于過飽和過飽和F條之間條之間40-50等溫等溫處理處理B下下350MS竹葉狀，細(xì)片狀竹葉狀，細(xì)片狀Fe3C分布于分布于過飽和過飽和F針上針上50-60等溫等溫淬火淬火馬馬氏氏體體M針針MSMf無無擴(kuò)擴(kuò)散散型型針狀針狀60-65淬火淬火M*板板條條MSMf板條狀板條狀50淬火淬火鋼的過冷奧氏體

27、轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰252022-5-5鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰262022-5-5 過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變速度受兩個主要因素：過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變速度受兩個主要因素：驅(qū)動力驅(qū)動力Gv和和原子的擴(kuò)散系數(shù)原子的擴(kuò)散系數(shù)D。等溫溫度愈低，過冷度大，驅(qū)動力等溫溫度愈低，過冷度大，驅(qū)動力Gv大，等溫轉(zhuǎn)變速度越大；但等溫溫度愈低，擴(kuò)散系數(shù)大，等溫轉(zhuǎn)變速度越大；但等溫溫度愈低，擴(kuò)散系數(shù)D減小，原子擴(kuò)散能力下降，轉(zhuǎn)變速度減??；這兩個因素的作減小，原子擴(kuò)散能力下降，轉(zhuǎn)變速度減??；這兩個因素的作用是矛盾的。用是矛盾的。 (1) 高溫時，過冷度小，驅(qū)動力高溫時，過冷度小，驅(qū)動力Gv

28、小，擴(kuò)散系數(shù)小，擴(kuò)散系數(shù)D大，原大，原子擴(kuò)散能力大，以驅(qū)動力子擴(kuò)散能力大，以驅(qū)動力Gv影響為主。影響為主。 (2) 低溫時，過冷度大，驅(qū)動力低溫時，過冷度大，驅(qū)動力Gv大，擴(kuò)散系數(shù)大，擴(kuò)散系數(shù)D小，原小，原子擴(kuò)散能力小，以擴(kuò)散系數(shù)子擴(kuò)散能力小，以擴(kuò)散系數(shù)D影響為主。影響為主。 上述兩個因素綜合作用的結(jié)果，在上述兩個因素綜合作用的結(jié)果，在550是驅(qū)動力和原子的擴(kuò)散的作用都是驅(qū)動力和原子的擴(kuò)散的作用都充分發(fā)揮，孕育期最短，使充分發(fā)揮，孕育期最短，使TTT圖呈圖呈C字形。字形。TTT圖為珠光體等溫轉(zhuǎn)變、馬圖為珠光體等溫轉(zhuǎn)變、馬氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變、貝氏體等溫轉(zhuǎn)變的綜氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變、貝氏體等溫轉(zhuǎn)變的綜合合。鋼的

29、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰272022-5-5 對對亞共析鋼亞共析鋼在發(fā)生在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析轉(zhuǎn)變之前有先共析F析出，因此亞共析出，因此亞共析鋼的過冷析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線在左上角有一條先共析等溫轉(zhuǎn)變曲線在左上角有一條先共析F析出線，析出線，且該線隨含碳量增加向右下方移動，直至消失。且該線隨含碳量增加向右下方移動，直至消失。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰282022-5-5 對對過共析鋼過共析鋼在發(fā)生在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析滲碳體析出，因此轉(zhuǎn)變之前有先共析滲碳體析出，因此過共析鋼的過冷過共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線在左上角有一條先共析滲碳等溫轉(zhuǎn)變曲線在

30、左上角有一條先共析滲碳體析出線，且隨含碳量增加向左上方移動，直至消失。體析出線，且隨含碳量增加向左上方移動，直至消失。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰292022-5-5鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰302022-5-5 合金鋼的過冷合金鋼的過冷A 等溫轉(zhuǎn)變曲線由于受碳和合金元素的影等溫轉(zhuǎn)變曲線由于受碳和合金元素的影響，圖形比較復(fù)雜。響，圖形比較復(fù)雜。 常見的常見的C曲線有四種形狀：曲線有四種形狀： (a) 表示表示AP和和AB轉(zhuǎn)變線重疊；轉(zhuǎn)變線重疊； (b) 表示轉(zhuǎn)變終了線出現(xiàn)的二個鼻子；表示轉(zhuǎn)變終了線出現(xiàn)的二個鼻子； (c) 表示轉(zhuǎn)變終了線分開，珠光體轉(zhuǎn)

31、變的鼻尖離縱軸遠(yuǎn)；表示轉(zhuǎn)變終了線分開，珠光體轉(zhuǎn)變的鼻尖離縱軸遠(yuǎn)； (d) 表示形成了二組獨(dú)立的表示形成了二組獨(dú)立的C曲線。曲線。 綜上所述，綜上所述，C曲圖為珠光體等溫轉(zhuǎn)變、馬氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變、曲圖為珠光體等溫轉(zhuǎn)變、馬氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變、貝氏體等溫轉(zhuǎn)變的綜合。需指出的是珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)貝氏體等溫轉(zhuǎn)變的綜合。需指出的是珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變可能重疊得到珠光體加貝氏體混合組織。貝氏體轉(zhuǎn)變與變可能重疊得到珠光體加貝氏體混合組織。貝氏體轉(zhuǎn)變與M轉(zhuǎn)變也會疊。轉(zhuǎn)變也會疊。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰312022-5-5 TTT圖的建立是在等溫冷卻條件下，利用過冷奧氏體等溫圖的建立是在等溫冷

32、卻條件下，利用過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織形態(tài)和物理性質(zhì)的變化，通過實(shí)驗(yàn)的方法繪制轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織形態(tài)和物理性質(zhì)的變化，通過實(shí)驗(yàn)的方法繪制的。的。 常見測定方法有常見測定方法有： 金相法金相法；珠光體、貝氏體、馬氏體等具有不同的；珠光體、貝氏體、馬氏體等具有不同的 形貌；形貌； 硬度法硬度法；與金相法配合使用；與金相法配合使用； 膨脹法膨脹法；奧氏體比容最小；奧氏體比容最小； 磁性法磁性法：奧氏體：奧氏體-順磁性，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物順磁性，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物-居里值以下為鐵磁性；居里值以下為鐵磁性； 電阻法電阻法：電阻與晶體缺陷濃度有關(guān)，測定開始線十分有效。：電阻與晶體缺陷濃度有關(guān)，測定開始線十分有效。鋼的過冷奧氏

33、體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰322022-5-5 以以金相硬度法金相硬度法為例介紹共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線為例介紹共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線的建立。的建立。 金相硬度法金相硬度法是將是將金相法金相法和和硬度法硬度法結(jié)合在一起的方法，其結(jié)合在一起的方法，其原理是利用金相顯微鏡直接觀察過冷奧氏體在不同等溫溫度原理是利用金相顯微鏡直接觀察過冷奧氏體在不同等溫溫度下進(jìn)行下進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物的組織形態(tài)和數(shù)量等溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物的組織形態(tài)和數(shù)量，并測量轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，并測量轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的硬度，根據(jù)的硬度，根據(jù)組織的變化和硬度的差異組織的變化和硬度的差異來確定過冷奧氏體等來確定過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變開始時間

34、和轉(zhuǎn)變終了時間。在溫度、時間坐標(biāo)溫轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變開始時間和轉(zhuǎn)變終了時間。在溫度、時間坐標(biāo)上繪制上繪制C曲線。曲線。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰332022-5-5鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰342022-5-5 如下：如下： 將共析鋼加工成將共析鋼加工成10-15mm、厚厚1.5mm圓片狀試樣，并分成若干組，每次取一組圓片狀試樣，并分成若干組，每次取一組試樣，在鹽浴爐內(nèi)加熱使之奧氏體化后，置于一試樣，在鹽浴爐內(nèi)加熱使之奧氏體化后，置于一定溫度的恒溫鹽浴槽中進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變，停留不同定溫度的恒溫鹽浴槽中進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變，停留不同時間之后，逐個取出并快速浸入鹽水中，使

35、等溫時間之后，逐個取出并快速浸入鹽水中，使等溫過程中發(fā)生等溫轉(zhuǎn)變的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樾孪囫R氏體，過程中發(fā)生等溫轉(zhuǎn)變的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樾孪囫R氏體，則淬火后得到的馬氏體量即等溫過程中未及轉(zhuǎn)變則淬火后得到的馬氏體量即等溫過程中未及轉(zhuǎn)變的奧氏體量。將各試樣經(jīng)制備后進(jìn)行組織觀察。的奧氏體量。將各試樣經(jīng)制備后進(jìn)行組織觀察。馬氏體在顯微鏡下呈白亮色。白亮的馬氏體數(shù)量馬氏體在顯微鏡下呈白亮色。白亮的馬氏體數(shù)量就等于未轉(zhuǎn)變的過冷奧氏體數(shù)量。當(dāng)在顯微鏡下就等于未轉(zhuǎn)變的過冷奧氏體數(shù)量。當(dāng)在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)某一試樣剛出現(xiàn)灰黑色產(chǎn)物（珠光體）（一發(fā)現(xiàn)某一試樣剛出現(xiàn)灰黑色產(chǎn)物（珠光體）（一般為般為99.5%馬氏體）時，所對應(yīng)的等溫時間

36、即為馬氏體）時，所對應(yīng)的等溫時間即為過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始時間，到某一試樣中無白亮過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始時間，到某一試樣中無白亮馬氏體（一般為馬氏體（一般為0.5%馬氏體）時，所對應(yīng)的時間馬氏體）時，所對應(yīng)的時間即為轉(zhuǎn)變終了時間。用上述方法分別測定不同等即為轉(zhuǎn)變終了時間。用上述方法分別測定不同等溫條件下奧氏體轉(zhuǎn)變開始和終了時間。溫條件下奧氏體轉(zhuǎn)變開始和終了時間。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰352022-5-55506502s10s5s2s5s10s30s40s鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰362022-5-5 當(dāng)奧氏體未發(fā)生等溫轉(zhuǎn)變時，淬入鹽水后當(dāng)奧氏體未發(fā)生等

37、溫轉(zhuǎn)變時，淬入鹽水后奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，硬度值高，為一定值；當(dāng)奧氏體奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，硬度值高，為一定值；當(dāng)奧氏體發(fā)生部分等溫轉(zhuǎn)變時，淬入鹽水后組織為馬氏體與珠光體或發(fā)生部分等溫轉(zhuǎn)變時，淬入鹽水后組織為馬氏體與珠光體或貝氏體的混合組織，硬度值下降且隨等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物量增多而貝氏體的混合組織，硬度值下降且隨等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物量增多而不斷下降，直至轉(zhuǎn)變完了，硬度值趨于一定值；即當(dāng)奧氏體不斷下降，直至轉(zhuǎn)變完了，硬度值趨于一定值；即當(dāng)奧氏體全部發(fā)生等溫轉(zhuǎn)變時，淬入鹽水后組織為珠光體或貝氏體的全部發(fā)生等溫轉(zhuǎn)變時，淬入鹽水后組織為珠光體或貝氏體的組織，硬度值低，也為一定值；硬度開始明顯下降所對應(yīng)的組織，硬

38、度值低，也為一定值；硬度開始明顯下降所對應(yīng)的等溫時間即為過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始時間，硬度開始保持不變等溫時間即為過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始時間，硬度開始保持不變所對應(yīng)的時間即為轉(zhuǎn)變終了時間。用上述方法分別測定不同所對應(yīng)的時間即為轉(zhuǎn)變終了時間。用上述方法分別測定不同等溫條件下奧氏體轉(zhuǎn)變開始和終了時間。等溫條件下奧氏體轉(zhuǎn)變開始和終了時間。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰372022-5-5 最最后將所有轉(zhuǎn)變開始和終了點(diǎn)后將所有轉(zhuǎn)變開始和終了點(diǎn)標(biāo)在溫度、時間坐標(biāo)上，并標(biāo)在溫度、時間坐標(biāo)上，并分別連接起來，即得到過冷分別連接起來，即得到過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線，如圖。奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線，如圖。實(shí)驗(yàn)表

39、明，當(dāng)過冷奧氏體快實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)過冷奧氏體快速冷至不同的溫度區(qū)間進(jìn)行速冷至不同的溫度區(qū)間進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變時，可能得到如下等溫轉(zhuǎn)變時，可能得到如下不同的產(chǎn)物及組織。不同的產(chǎn)物及組織。 圖的下部的圖的下部的MS點(diǎn)、點(diǎn)、Mf點(diǎn)也由實(shí)驗(yàn)的方法測定。點(diǎn)也由實(shí)驗(yàn)的方法測定。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰382022-5-5鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰392022-5-5：具有單一的：具有單一的C曲線曲線(兩組兩組C曲線完全重迭曲線完全重迭) 如亞共析碳鋼、含非碳化物形成元素如亞共析碳鋼、含非碳化物形成元素Ni、Cu、Si、1.5%Mn的合金鋼兩組的合金鋼兩組C曲線部分重迭，

40、但曲線部分重迭，但2個鼻子時間基個鼻子時間基本相同，如本相同，如37CrSi。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰402022-5-5：兩組：兩組C曲線分離，且兩組曲線分離，且兩組C曲線鼻子對應(yīng)的時間有差曲線鼻子對應(yīng)的時間有差異，珠光體轉(zhuǎn)變向右顯著推移異，珠光體轉(zhuǎn)變向右顯著推移 。如。如20Cr、40Cr、12Cr2Ni4、40CrNi、35CrMo、40CrMn（B的時間短）（含少量碳化物的時間短）（含少量碳化物形成元素）形成元素） 。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰412022-5-5：兩組：兩組C曲線分離，且兩組曲線分離，且兩組C曲線鼻子對應(yīng)的時間有差曲線鼻子

41、對應(yīng)的時間有差異，貝氏體轉(zhuǎn)變向右顯著推移異，貝氏體轉(zhuǎn)變向右顯著推移 。GCr15、9Cr、9Cr2、CrMn、CrW、CrWMn（P的時間短）。的時間短）。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰422022-5-5 ：兩組：兩組C曲線完全分離，曲線完全分離，P明顯右移，只有明顯右移，只有B轉(zhuǎn)變曲線。轉(zhuǎn)變曲線。如：如：45Cr3、40Cr2Ni4、35CrNi3Mo、5CrNiMo、5CrNiMoV、3Cr2W8。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰432022-5-5：兩組：兩組C曲線完全分離，曲線完全分離，B明顯右移，只有明顯右移，只有P轉(zhuǎn)變曲線。轉(zhuǎn)變曲線。如：如：Cr

42、12， Cr5MoV，Cr12MoV，W18Cr4V 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰442022-5-5：兩組：兩組C曲線強(qiáng)烈右移，曲線強(qiáng)烈右移，0Ms，室溫以上只有碳化物，室溫以上只有碳化物析出線而不出現(xiàn)析出線而不出現(xiàn)C曲線。曲線。如：如：4Cr14Ni14W2Mo。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰452022-5-5 A A的成分：的成分：WcWc和合金元素和合金元素 奧氏體狀態(tài)：奧氏體晶粒大小的影響奧氏體狀態(tài)：奧氏體晶粒大小的影響 加熱溫度和保溫時間加熱溫度和保溫時間 原始組織原始組織 應(yīng)力應(yīng)力 塑性變形塑性變形 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課

43、 朱世杰462022-5-5 (1) 奧氏體含碳量奧氏體含碳量 含碳量不改變含碳量不改變C曲線的形狀但對曲線的形狀但對P轉(zhuǎn)變、轉(zhuǎn)變、B轉(zhuǎn)變的影響不同。轉(zhuǎn)變的影響不同。 共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定，共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定，C曲線最靠右。曲線最靠右。 與共析鋼相比，亞共析鋼和過共析鋼與共析鋼相比，亞共析鋼和過共析鋼C曲線的上部各多一條先曲線的上部各多一條先共析相的析出線。共析相的析出線。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰472022-5-5 非共析鋼在發(fā)生非共析鋼在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析相（鐵素體、滲碳體）轉(zhuǎn)變之前有先共析相（鐵素體、滲碳體）析出，因此非共析鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變析

44、出，因此非共析鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變C曲線在左上角有曲線在左上角有一條先共析相析出線，且先共析相析出線隨含碳量的變化而移一條先共析相析出線，且先共析相析出線隨含碳量的變化而移動。動。 共析鋼的共析鋼的C曲線最靠右，亞共析鋼的曲線最靠右，亞共析鋼的C曲線隨含碳量增加曲線隨含碳量增加向右移動；過共析鋼的向右移動；過共析鋼的C曲線隨含碳量增加向左移動。曲線隨含碳量增加向左移動。 碳對碳對C曲線的影響不如曲線的影響不如Me。 因此，共析鋼的因此，共析鋼的C曲線離縱軸最遠(yuǎn)，共析鋼的過冷奧氏體最曲線離縱軸最遠(yuǎn)，共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定穩(wěn)定。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰482022-5

45、-5奧氏體中含碳量的影響奧氏體中含碳量的影響過共過共析鋼析鋼共析共析 鋼鋼亞共亞共析鋼析鋼時間溫度A1鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰492022-5-5 原因：原因： 在相同條件下，隨在相同條件下，隨中碳含量增加，獲得鐵素體中碳含量增加，獲得鐵素體晶核幾率下降，鐵素體長大時需擴(kuò)散去的碳量增大，擴(kuò)散的晶核幾率下降，鐵素體長大時需擴(kuò)散去的碳量增大，擴(kuò)散的距離增大，先共析鐵素體析出的孕育期增長，鐵素體析出速距離增大，先共析鐵素體析出的孕育期增長，鐵素體析出速度下降；一般認(rèn)為鐵素體析出有利與珠光體轉(zhuǎn)變，而珠光體度下降；一般認(rèn)為鐵素體析出有利與珠光體轉(zhuǎn)變，而珠光體的析出在鐵素體之后，鐵

46、素體析出速度減慢，珠光體的析出的析出在鐵素體之后，鐵素體析出速度減慢，珠光體的析出速度也減慢，速度也減慢，C曲線向右移動。曲線向右移動。 在在中，若在中，若在Ac1Accm之間加熱，隨碳含量增之間加熱，隨碳含量增加，奧氏體中碳含量不變，未溶的滲碳體的量增加，未溶的加，奧氏體中碳含量不變，未溶的滲碳體的量增加，未溶的滲碳體有促進(jìn)珠光體形核的作用，降低了奧氏體的穩(wěn)定性，滲碳體有促進(jìn)珠光體形核的作用，降低了奧氏體的穩(wěn)定性，C曲線向左移動。若在曲線向左移動。若在Accm以上加熱，隨碳含量增加，奧氏以上加熱，隨碳含量增加，奧氏體中碳含量增加，獲得滲碳體晶核幾率增加，先共析滲碳體體中碳含量增加，獲得滲碳體

47、晶核幾率增加，先共析滲碳體與珠光體孕育期縮短，析出速度增加，轉(zhuǎn)變速度增加。這是與珠光體孕育期縮短，析出速度增加，轉(zhuǎn)變速度增加。這是由于隨碳量增加，珠光體的形成是在滲碳體之后，故也加快。由于隨碳量增加，珠光體的形成是在滲碳體之后，故也加快。C曲線向左移動。曲線向左移動。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰502022-5-5 對貝氏體轉(zhuǎn)變對貝氏體轉(zhuǎn)變 貝氏體長大速度是受碳擴(kuò)散控制（碳在鐵素體內(nèi)的脫溶）。貝氏體長大速度是受碳擴(kuò)散控制（碳在鐵素體內(nèi)的脫溶）。這是由于貝氏體轉(zhuǎn)變時領(lǐng)先相為鐵素體，隨奧氏體中碳含量的這是由于貝氏體轉(zhuǎn)變時領(lǐng)先相為鐵素體，隨奧氏體中碳含量的增加，獲得鐵素體晶核幾

48、率下降。鐵素體長大時，轉(zhuǎn)變時需擴(kuò)增加，獲得鐵素體晶核幾率下降。鐵素體長大時，轉(zhuǎn)變時需擴(kuò)散的原子量增加，貝氏體轉(zhuǎn)變之前鐵素體轉(zhuǎn)變速度下降，貝氏散的原子量增加，貝氏體轉(zhuǎn)變之前鐵素體轉(zhuǎn)變速度下降，貝氏體轉(zhuǎn)變也減慢，體轉(zhuǎn)變也減慢，C曲線右移。曲線右移。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰512022-5-5 對馬氏體轉(zhuǎn)變對馬氏體轉(zhuǎn)變 碳含量（碳含量（Wc）增加，增加，Ms下下降、降、Mf下降；下降；Ms和和Mf下降不一下降不一致。致。Wc0.6%，Mf比比Ms下降得下降得快?？臁?碳含量增加，碳含量增加， Wc0.2%，Ms直直線下降。線下降。 Wc0.6%，Mf下降緩慢，下降緩慢，Mf

49、0（低于室溫）。低于室溫）。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰522022-5-5 ( (2) 2) 合金元素合金元素 除除CoCo、AlAl以外，大多數(shù)合金元以外，大多數(shù)合金元素總是不同程度地延緩珠光體和貝素總是不同程度地延緩珠光體和貝氏體相變，氏體相變，這是由于它們?nèi)苋電W氏這是由于它們?nèi)苋電W氏體后，增大其穩(wěn)定性，從而使體后，增大其穩(wěn)定性，從而使C C曲線曲線右移。其中碳化物形成元素的影響右移。其中碳化物形成元素的影響最為顯著。最為顯著。 如果碳化物形成元素未能溶入奧如果碳化物形成元素未能溶入奧氏體，而是以殘存未溶碳化物微粒氏體，而是以殘存未溶碳化物微粒形式存在，則將起相反作用

50、，使形式存在，則將起相反作用，使C C曲曲線左移。線左移。 如果碳化物全部溶入奧氏體，除如果碳化物全部溶入奧氏體，除CoCo、AlAl外，大多數(shù)合金元外，大多數(shù)合金元素總是不同程度地降低馬氏體轉(zhuǎn)變溫（素總是不同程度地降低馬氏體轉(zhuǎn)變溫（MsMs、M Mf f），），并增加殘余并增加殘余奧氏體量。奧氏體量。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰532022-5-5奧氏體中含合金元素的影響奧氏體中含合金元素的影響: 除除Co、Al (2.5% ) 外外,所有合金元所有合金元 素溶入奧氏體中素溶入奧氏體中,會引起會引起:向右移向右移向下移向下移MsA1A1Ms含含Cr合金鋼合金鋼鋼的過冷奧

51、氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰542022-5-5 合金元素對合金元素對C曲線影響可分為兩大類：曲線影響可分為兩大類： （1）非（或弱）碳化物形成元素）非（或弱）碳化物形成元素：主要有：主要有Co、Ni、Mn、Cu、Si、B等。這類元素等。這類元素 除除Co、Al(2.5%)外使外使C曲線右移，但對曲線右移，但對C曲曲線的形狀影響不大。線的形狀影響不大。 （2）碳化物形成元素）碳化物形成元素：主要有：主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Nb等。這等。這類元素溶入奧氏體，從而使類元素溶入奧氏體，從而使C曲線右移，且改變曲線右移，且改變C曲線的形狀和位曲線的形狀和位置，使珠光體轉(zhuǎn)變的置，使珠光

52、體轉(zhuǎn)變的C曲線移向高溫、貝氏體轉(zhuǎn)變的曲線移向高溫、貝氏體轉(zhuǎn)變的C曲線移向低曲線移向低溫，從而溫，從而C曲線分離成上下兩部分，呈現(xiàn)雙曲線分離成上下兩部分，呈現(xiàn)雙C曲線的特征。合金元曲線的特征。合金元素對貝氏體轉(zhuǎn)變與對珠光體轉(zhuǎn)變的影響有所不同。素對貝氏體轉(zhuǎn)變與對珠光體轉(zhuǎn)變的影響有所不同。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰552022-5-5鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰562022-5-5 合金元素對珠光體轉(zhuǎn)變合金元素對珠光體轉(zhuǎn)變 除除Co、Al以外，大多數(shù)合金元素是延緩以外，大多數(shù)合金元素是延緩P轉(zhuǎn)變。合金元素對轉(zhuǎn)變。合金元素對P轉(zhuǎn)變動轉(zhuǎn)變動力學(xué)影響的原因：合金

53、元素的自擴(kuò)散、對碳的擴(kuò)散、改變了力學(xué)影響的原因：合金元素的自擴(kuò)散、對碳的擴(kuò)散、改變了AF轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變速度、改變了臨界點(diǎn)、對奧氏體速度、改變了臨界點(diǎn)、對奧氏體/F界面的拖拽作用。在這些合金元素中界面的拖拽作用。在這些合金元素中Mo的影響最為強(qiáng)烈，的影響最為強(qiáng)烈，W為為Mo的影響一半，的影響一半，Cr、Mn、Ni明顯提高過冷明顯提高過冷A的穩(wěn)定性，的穩(wěn)定性，Si、Al稍有提高過冷稍有提高過冷A體的穩(wěn)定性，體的穩(wěn)定性，Co減小過冷減小過冷A的穩(wěn)定的穩(wěn)定性。性。 合金元素對馬氏體轉(zhuǎn)變合金元素對馬氏體轉(zhuǎn)變 除除Co、Al以外，大多數(shù)合金元素使以外，大多數(shù)合金元素使Ms、Mf下降?；瘜W(xué)成分對下降?；瘜W(xué)成分對M

54、s點(diǎn)點(diǎn)的影響的原因：（的影響的原因：（1）改變了）改變了T0；（；（2）改變了奧氏體的強(qiáng)度。改變了奧氏體的強(qiáng)度。 合金元素對貝氏體轉(zhuǎn)變合金元素對貝氏體轉(zhuǎn)變 除除Co、Al以外，大多數(shù)合金元素是延緩以外，大多數(shù)合金元素是延緩B轉(zhuǎn)變，這是由于它們?nèi)苋朕D(zhuǎn)變，這是由于它們?nèi)苋階后，增大其穩(wěn)定性，從而使后，增大其穩(wěn)定性，從而使C曲線右移。但它們的作用不如碳顯著。曲線右移。但它們的作用不如碳顯著。合金元素對合金元素對B轉(zhuǎn)變動力學(xué)影響的原因：（轉(zhuǎn)變動力學(xué)影響的原因：（1）合金元素影響碳在）合金元素影響碳在A和和F中中擴(kuò)散；改變了擴(kuò)散；改變了AF轉(zhuǎn)變速度；改變了轉(zhuǎn)變速度；改變了BS點(diǎn)；影響在一定溫度下的相間點(diǎn)

55、；影響在一定溫度下的相間自由能差，影響驅(qū)動力。強(qiáng)碳化物形成元素減緩自由能差，影響驅(qū)動力。強(qiáng)碳化物形成元素減緩B轉(zhuǎn)變速度。轉(zhuǎn)變速度。 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰572022-5-5 奧氏體晶粒度增加，奧氏體晶粒愈細(xì)，晶界面積增多，使晶奧氏體晶粒度增加，奧氏體晶粒愈細(xì)，晶界面積增多，使晶界形核的珠光體易于形核，有利于珠光體轉(zhuǎn)變發(fā)生，界形核的珠光體易于形核，有利于珠光體轉(zhuǎn)變發(fā)生， C C曲線左曲線左移，會加速珠光體轉(zhuǎn)變，但對晶內(nèi)形核的貝氏體貝氏體轉(zhuǎn)變影移，會加速珠光體轉(zhuǎn)變，但對晶內(nèi)形核的貝氏體貝氏體轉(zhuǎn)變影響較小響較??；A A晶粒愈粗，晶粒愈粗，C C曲線右移。對馬氏體轉(zhuǎn)變奧氏體

56、晶粒長曲線右移。對馬氏體轉(zhuǎn)變奧氏體晶粒長大，缺陷減少及奧氏體均勻化。馬氏體形成的阻力減小，大，缺陷減少及奧氏體均勻化。馬氏體形成的阻力減小，MsMs升升高高。晶粒度對晶粒度對8640鋼（鋼（C0.380.43，Mn0.751.0，Si0.20.3，Ni0.40.7，Cr0.40.6，Mo0.150.25）TTT曲線的影響曲線的影響 鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰582022-5-5 奧氏體成分越均勻，冷卻時新相形核與奧氏體成分越均勻，冷卻時新相形核與長大過程中所需的擴(kuò)散時間就越長，因此長大過程中所需的擴(kuò)散時間就越長，因此使使C C曲線右移，并且還使曲線右移，并且還使MsMs點(diǎn)

57、下降。點(diǎn)下降。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰592022-5-5原始組織主要影響原始組織主要影響A A成分均勻性。在相同加熱條件成分均勻性。在相同加熱條件下，原始組織愈細(xì)，加熱后奧氏體成分愈均勻，隨之下，原始組織愈細(xì)，加熱后奧氏體成分愈均勻，隨之冷卻后珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變的形核率下降，長大冷卻后珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變的形核率下降，長大減慢，減慢，C C曲線右移。原始組織愈粗，奧氏體成分不均勻，曲線右移。原始組織愈粗，奧氏體成分不均勻，促進(jìn)奧氏體分解，促進(jìn)奧氏體分解，C C曲線左移。曲線左移。 奧氏體成分越均勻，冷卻時新相形核與長大過程中奧氏體成分越均勻，冷卻時新相形核與長大

58、過程中所需的擴(kuò)散時間就越長，因此使所需的擴(kuò)散時間就越長，因此使C C曲線右移，并且還使曲線右移，并且還使MsMs點(diǎn)下降。點(diǎn)下降。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰602022-5-5相同條件下加熱溫度和保溫時間主要是通過改變相同條件下加熱溫度和保溫時間主要是通過改變奧氏體成分和狀態(tài)來影響珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變。奧氏體成分和狀態(tài)來影響珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變。因?yàn)閵W氏體成分不一定是鋼的成分，必然對隨后的冷因?yàn)閵W氏體成分不一定是鋼的成分，必然對隨后的冷卻轉(zhuǎn)變起影響。當(dāng)原始組織相同時，提高奧氏體化加卻轉(zhuǎn)變起影響。當(dāng)原始組織相同時，提高奧氏體化加熱溫度和保溫時間，將會促進(jìn)碳化物溶解使奧氏體

59、成熱溫度和保溫時間，將會促進(jìn)碳化物溶解使奧氏體成分均勻和奧氏體晶粒長大，分均勻和奧氏體晶粒長大，C C曲線右移。奧氏體中有未曲線右移。奧氏體中有未溶解的碳化物、促進(jìn)奧氏體分解，溶解的碳化物、促進(jìn)奧氏體分解，C C曲線左移。曲線左移。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變授課 朱世杰612022-5-5 加熱溫度和保溫時間加熱溫度和保溫時間對珠光體轉(zhuǎn)變對珠光體轉(zhuǎn)變 提高奧氏體化加熱溫度和保溫時間，一使奧氏體晶粒長提高奧氏體化加熱溫度和保溫時間，一使奧氏體晶粒長大，晶界面積減少，珠光體形核位置減少，使珠光體難于形大，晶界面積減少，珠光體形核位置減少，使珠光體難于形核，核，C曲線右移；二使奧氏體均勻化

60、程度高，濃度梯度下降，曲線右移；二使奧氏體均勻化程度高，濃度梯度下降，形核長大減慢，形核長大減慢，C曲線右移。所以一定要指明成分，晶粒度曲線右移。所以一定要指明成分，晶粒度及奧氏體化溫度，才可查得相應(yīng)的及奧氏體化溫度，才可查得相應(yīng)的C曲線。曲線。 當(dāng)奧氏體化溫度下降，保溫時間縮短當(dāng)奧氏體化溫度下降，保溫時間縮短, 奧氏體成分不均勻，奧氏體成分不均勻，晶粒減小，晶界面積增加，珠光體形核位置增加，形核率增晶粒減小，晶界面積增加，珠光體形核位置增加，形核率增加，加，C曲線左移。曲線左移。 上述二種影響，當(dāng)珠光體轉(zhuǎn)變是在高溫時更為劇烈。上述二種影響，當(dāng)珠光體轉(zhuǎn)變是在高溫時更為劇烈。鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變鋼