熱處理原理與工藝第一章-鋼在加熱時的奧氏體轉變課件

1、第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變第一節(jié)奧氏體的形成機理一、奧氏體的結構、組織和性能1.奧氏體的結構圖1-1奧氏體晶胞及碳原子在晶胞中可能的位置第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變圖1-2奧氏體晶格常數(shù)與碳含量的關系 碳原子的溶入使-Fe的晶格發(fā)生畸變，晶格常數(shù)增大。溶入的碳越多，晶格常數(shù)越大(圖1-2)。第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變圖1-3奧氏體的金相組織2.奧氏體的組織形貌3.奧氏體的性能第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變二、奧氏體形成條件1.過熱現(xiàn)象 圖1-4為加熱速度和冷卻速度均為0.125/min時Fe-Fe3C相圖上的臨界溫度。圖1-4加熱速度和冷卻速度均為0.125/mi

2、n時Fe-Fe3C相圖上的臨界溫度第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變2.奧氏體形成的熱力學條件圖1-5共析鋼奧氏體和珠光體的自由能隨溫度變化的曲線第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變三、奧氏體形成過程 加熱時，鋼的原始組織不同，其奧氏體形成過程也各有特點。圖1-6共析碳鋼奧氏體形成示意圖a)奧氏體形核b)奧氏體長大c)剩余滲碳體溶解d)奧氏體成分均勻化第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變圖1-7共析鋼奧氏體晶核長大示意圖a)奧氏體在T1溫度形核時各相中碳含量分析b)相界面推移示意圖1.奧氏體形核2.奧氏體長大第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變3.剩余滲碳體的溶解4.奧氏體成分均勻化第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變第二節(jié)奧氏體

3、轉變速度一、奧氏體等溫轉變速度 奧氏體轉變（形成）速度通常用單位時間在單位體積內形成的奧氏體量（體積分數(shù)）來表示，其大小取決于奧氏體形核率和長大速度。第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變圖1-8共析碳鋼奧氏體等溫轉變量與時間的關系曲線及等溫轉變圖1.共析碳鋼奧氏體等溫轉變的特點第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變2.亞共析和過共析碳鋼奧氏體等溫轉變圖圖1-9過共析鋼和亞共析鋼奧氏體等溫轉變圖a)過共析鋼1.2%)b)亞共析鋼(0.45%)第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變二、影響奧氏體轉變速度的因素 由于奧氏體的形成是靠奧氏體晶核的形成和長大來完成的，因此，一切影響奧氏體形核率和長大速度的因素都會影響奧氏體形成速度

4、，如加熱溫度、鋼的原始組織、化學成分等。1.加熱溫度表1-1奧氏體形核率N、長大速度G和溫度的關系第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變圖1-10高碳鋼(0.9%)原始組織對奧氏體轉變速度的影響2.原始組織3.化學成分(1)碳含量(2)合金元素第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變三、連續(xù)加熱時的奧氏體轉變 實際生產中，絕大多數(shù)情況下，奧氏體是在連續(xù)加熱過程中轉變而來的。圖1-11共析碳鋼連續(xù)加熱奧氏體形成圖第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變 圖1-12所示為加熱速度和淬火溫度對鋼(wC=0.4%)奧氏體中高碳區(qū)的最高碳含量的影響。圖1-12加熱速度和淬火溫度對鋼(wC=0.4%)奧氏體中高碳區(qū)的最高碳含量的影響第一章

5、鋼在加熱時的奧氏體轉變第三節(jié)奧氏體晶粒度的控制 鋼在加熱后形成的奧氏體組織，特別是奧氏體晶粒大小對冷卻轉變后鋼的組織和性能有著重要的影響。一、晶粒度的有關概念 晶粒度是指多晶體內晶粒的大小，通常以單位面積內晶粒數(shù)目或以每個晶粒的平均直徑來表征。第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變表1-2晶粒數(shù)與晶粒度等級的關系第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變圖1-13奧氏體晶粒度評級標準示意圖奧氏體晶粒度評級標準圖譜第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變(1)起始晶粒度(2)本質晶粒度(3)實際晶粒度圖1-14奧氏體晶粒長大傾向示意圖第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變二、奧氏體晶粒的長大過程1.奧氏體晶粒的長大機制2.影響奧氏體晶粒長大的因素(1)加熱溫度和保溫時間(2)加熱速度(3)鋼的碳含量圖1-15奧氏體晶粒面積與加熱溫度和保溫時間的關系(0.48%、0.82%的鋼)第一章鋼在加熱時的奧氏體轉變三、細化奧氏體晶粒的途徑(1)合理選擇加熱溫度和保溫時間(2)采用快速加熱方法(3)利用重結晶細化晶粒(4)向鋼中加