奧氏體在冷卻時的轉變綜述課件

1、4.2 奧氏體在冷卻時的轉變一、奧氏體在不同冷卻方式下的轉變二、過冷奧氏體等溫轉變曲線圖(TTT或C曲線)三、過冷奧氏體轉變產(chǎn)物的組織形態(tài)及其性能四、影響C曲線位置和形狀的因素五、C曲線的意義和應用六、共析鋼連續(xù)冷卻轉變CCT曲線簡介4.2 奧氏體在冷卻時的轉變一、奧氏體在不同冷卻方式下的轉變按FeFe3C平衡相圖進行平衡轉變。（二）連續(xù)冷卻轉變奧氏體在一定冷速下進行的轉變。冷速不同，得到的組織也不同，最終性能也不同。（一）極其緩慢冷卻轉變共析鋼平衡組織為：亞共析鋼平衡組織為：過共析鋼平衡組織為：PF+PP+Fe3C（三）等溫冷卻轉變 將A迅速過冷到A1以下某一溫度，保溫一定時間，使過冷奧氏體

2、在恒溫下完成轉變，然后再冷卻到室溫。過冷奧氏體在A1以下存在的尚未發(fā)生轉 變的A。（一）C曲線的測定以共析鋼為例，采用金相法測定。制樣：把鋼材制成151.5mm的圓片試樣 （鉆小孔，便于提?。?，分成若干組。2. 奧氏體化：取一組試樣，在鹽爐內(nèi)加熱使之 完全A化。3. 等溫：將A化后的試樣快速投入 A1 以下某一溫 度的浴爐中進行等溫轉變，并開始計時。二、過冷奧氏體等溫轉變曲線圖(TTT或C曲線)4. 記時：每隔一定時間取出一個試樣，進行高溫金相 組織觀察。記錄開始轉變時間和轉變終了時間。 將其余各組試樣，用上述方法分別測出不同等溫條件下A轉變開始和終了時間，最后將所有轉變開始時間點和終了時間點

3、標在溫度時間(對數(shù)) 坐標上，并分別連接起來，即得C曲線。共析碳鋼過冷奧氏體等溫轉變曲線圖建立Ttt2tnt1（二）圖形分析1.線、區(qū)說明（5線、6區(qū)）2.“孕育期”即轉變開始線與縱坐標軸之間的距離?！氨羌狻碧幾疃?，既過冷A最易發(fā)生轉變。3. 轉變產(chǎn)物P、S、T、B下B上、M、AC曲線區(qū)域、轉變產(chǎn)物及其性能M 轉變P 轉變B 轉變 過冷A轉變開始線過冷A轉變終了線相變線M轉變開始線M轉變終了線P 5 25HRCS 25 35HRCT 3 5 40HRC上B 40 50HRC下B 50 60HRCM+A60 65HRC硬度強度增加塑性韌性下降性 能（一）珠光體轉變(A1550)PF與Fe3C片層

4、相間排列的機械混合物，呈“貝殼狀”根據(jù)片層厚度不同，可分以下三種：三、過冷奧氏體轉變產(chǎn)物的組織形態(tài)及其性能1、 珠光體的組織形態(tài)及性能索氏體（S）屈氏體（T）珠光體（P）溫度/ A相變層片間距HRC性能A1600 AP（珠光體） 0.60.8m500分清1020隨片間距減小，強度、塑性韌性升高650600 AS（索氏體）0.25m1000分清2030600550 AT （屈氏體） 0.1m 5000分清3040珠光體轉變的類型、特征及性能 AFe3CAFe3C2、珠光體的轉變過程全擴散型轉變通過Fe、C原子的擴散和A晶格的改組來實現(xiàn)。 通過形核 長大來實現(xiàn) Fe3CAP A B上(550350

5、 )，光鏡下呈羽毛狀。 半擴散型轉變碳原子擴散，鐵原子不擴散。 電鏡下可看到Fe3C以不連續(xù)的短桿狀分布于許多平行而密集的 F 條之間。 塑變抗力低易發(fā)生脆斷 ，故其強度和韌性較差，工業(yè)上不應用。 HRC=40451. 上貝氏體（二） 貝氏體轉變550Ms（230）B上顯微組織光鏡照片B上轉變過程示意圖A晶界Fe3CFe3C上BB下 顯微組織光鏡照片 F針是過飽和的固溶強化 。電鏡下Fe3C呈細短條狀，沿著與的長軸相夾的方向分列成排，均勻分布在呈55 65角的F針內(nèi)彌散強化。A B下350Ms（230），光鏡下呈黑色針狀。2. 下貝氏體強韌性好，硬度為5060HRC，是工業(yè)生產(chǎn)上追求的組織?？?/p>

6、采用等溫淬火得到。B下 黑色針狀A 白色塊狀M 灰色針狀B下轉變過程示意圖碳化物碳化物碳化物下BM形態(tài)主要取決于高溫A中的含碳量。即：WC%，淬火后組織中的M片，而M板條。當WC1.0%的鋼淬火后組織幾乎全是M片，當 WC Vk）。（3）在不斷降溫的條件下形成 降溫中斷M轉變停止。（4）轉變速度極快。 瞬間形核，瞬間長大。A中的C% 則 MS、Mf ，殘余A含量。3. M轉變的特點金屬的實際結晶溫度Tn總是低于平衡結晶溫度T0，這一現(xiàn)象稱為過冷現(xiàn)象，T0與Tn的差值T稱為過冷度，。（6）產(chǎn)生很大內(nèi)應力。奧氏體的碳含量對殘余奧氏體量的影響奧氏體的碳含量對M轉變溫度的影響MsWc(%)00.20.

7、40.60.81.01.21.41.61.82.02001000100200300400500600700溫度/Mf4. 冷處理 A會降低淬火鋼的硬度和耐磨性，而且在使用過程中或長期存放時， A會發(fā)生轉變，引起鋼件尺寸精度的變化。冷處理在淬火后立即進行，他是淬火的繼續(xù)。處理溫度根據(jù)鋼的Mf點決定，通常在 -50 -80。 1. 碳含量的影響碳鋼C曲線的比較四、影響C曲線位置和形狀的因素與共析鋼相比： 各多一條過冷A先共析相（F或Fe3C）轉變線。 亞（過）共析鋼的C曲線左移； 亞（過）共析鋼的Ms、Mf 線上（下）移。 A中含Co或WAl 2.5%時，C曲線向左移；其它溶入A的合金元素均會使C

8、曲線右移。 碳化物形成元素如Cr、W、Mo、V等存在使C曲線形狀變化，變成兩拐彎（如圖5-16）。2. 合金元素的影響時間/s110102200400600800溫度/時間/s0.5C2.2Cr時間/s110102200400600800溫度/時間/s0.5C4.2Cr（P101圖5-16）鉻對C曲線的影響 Cr% ，C曲線的形狀發(fā)生改變；使C曲線在鼻子處分開，形成（過冷A P和過冷A B）兩個C曲線。加熱溫度、保溫時間 3. 加熱溫度與保溫時間加熱溫度保溫時間原因：C曲線右移轉變時形核率A穩(wěn)定性A成分均勻未溶碳化物A晶粒尺寸晶界面積C曲線右移 五、C曲線的意義和應用 1. 反映了過冷度（T）與過冷A轉變速度的關系。（一）意義 2. 反映了過冷A在不同T下的轉變產(chǎn)物。（二）應用CCT曲線位于 TTT的右下方；CCT曲線中沒有 AB 轉變1. 在轉變圖上估計連續(xù)冷卻轉變產(chǎn)物退火正火淬火淬火水冷：V實 Vk M2. 馬氏體淬火臨界冷卻速度油冷：V實VK（M）V實VK（M+T）淬火臨界冷卻速度:Vk 獲得完全M組織的最小冷卻速度或與轉變開始線相切的冷卻速度tmC曲線鼻尖處溫度mC曲線鼻尖處時間例如：T8鋼加熱后tmm3. 確定工藝參數(shù)4. 確定冷處理工藝的溫度等溫退火分級淬火等溫淬火f