鋼過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖(2)PPT

1、關(guān)于鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖 (2)1第一張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2等溫轉(zhuǎn)變圖：描述轉(zhuǎn)變開始和轉(zhuǎn)變終了時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物和轉(zhuǎn)變量與溫度、時間之間的關(guān)系曲線等溫轉(zhuǎn)變圖的類型？S曲線（IT曲線）C曲線（TTT曲線）第一節(jié) 過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖第二張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3等溫轉(zhuǎn)變：將奧氏體的試樣迅速冷至臨界溫度以下的一定溫度，進行等溫，在等溫過程中所發(fā)生的相變。測量轉(zhuǎn)變的方法很多，金相法、硬度法、膨脹法、磁性法、電阻法、熱分析法等。一 過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖的建立第三張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4步驟：制備試樣：10-15mm，厚1.5-2mm，具有相同的原

2、始組織（可通過退火或正火獲得）。奧氏體化：所有試樣均在相同條件下進行奧氏體化，要求奧氏體的化學(xué)成分均勻一致。等溫轉(zhuǎn)變：將奧氏化后的試樣迅速轉(zhuǎn)入給定溫度的等溫浴爐中保溫一系列時間。淬火：將保溫后的試樣迅速取出淬入鹽水中。繪圖：測出給定溫度、時間下的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物類型、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的百分數(shù)，并將結(jié)果繪制成曲線。金相法第四張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月5 優(yōu)點直觀缺點結(jié)果不連續(xù)、費時第五張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月62.膨脹法：利用鋼在相變時發(fā)生的體積變化。AFPBM優(yōu)點測量時間短，需要試樣少；缺點拐點的確定。3.磁性法：利用奧氏體為順磁性，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物F、B、M為鐵磁性的特點。優(yōu)點試

3、樣少、測試時間短和易確定各轉(zhuǎn)變產(chǎn)物達到一定百分數(shù)所需時間。缺點無法測出過共析鋼的先共析產(chǎn)物的析出線、 亞共析鋼珠光體轉(zhuǎn)變的開始線。Why？ 滲碳體沒有磁性其它方法第六張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月74.熱分析法：利用鋼相變時的熱效應(yīng)。優(yōu)點適用于潛熱大、轉(zhuǎn)變速率快的過程，如熔化、凝固、M相變?nèi)秉c不適用潛熱小、轉(zhuǎn)變速率慢的過程，如大部分擴散型固態(tài)相變5.電阻法:利用相變時電阻值的變化優(yōu)點測量時間短，需要試樣少；缺點：精度不高其它方法第七張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月8溫度時間A1MsMf開始線終止線穩(wěn)定A過冷A轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)A與產(chǎn)物共存區(qū)M+AM兩條曲線三條水平線六個區(qū)域特點：

4、過冷奧氏體在不同溫度的等溫轉(zhuǎn)變都有一個孕育期；隨溫度下降，孕育期先縮短后增加；過冷奧氏體在不同溫度范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物不同（P、B、M、多相共存）二 奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖（C曲線）的特點第八張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月9 珠光體組織 下貝氏體組織 馬氏體組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組織什么產(chǎn)物?第九張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月101、碳鋼的基本類型 只有一個鼻子點，即珠光體轉(zhuǎn)變與貝氏體轉(zhuǎn)變重疊，亞（過）共析鋼比共析鋼多出一個F析出線和析出線。三 奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖的常見類型第十張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月11 歸納起來大體上可以分為六種類型：2、合金鋼C曲線的常見類型(1) 具

5、有單一的C字形曲線。除碳鋼以外，含有Si、Ni、Cu、Co等合金元素（非碳化物形成元素）的鋼均屬此類。第十一張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月12（2）具有雙C字形曲線，兩個鼻子在時間軸上相近，在溫度軸上不同，P與B部分重疊，如37CrSi具有這樣的C曲線。第十二張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月13（3）具有雙C字形曲線，兩個鼻子在時間和溫度軸上都不相同，P與B部分重疊。1）P轉(zhuǎn)變曲線右移比較顯著，20 Cr、40Cr、35CrMn2、40CrMn等。2）B轉(zhuǎn)變曲線右移較為顯著，GCr15、9Cr2、CrMn、CrWMn等。第十三張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月14

6、（4）只有貝氏體轉(zhuǎn)變的C曲線在含碳量低（wc2.5%）外 凡溶于A中-C曲線右移 未溶于A中-C曲線左移 非（弱）碳化物形成元素：Ni、Mn、Si、Cu、BC曲線形狀 碳化物形成元素：Cr、Mo、W、V、Ti P轉(zhuǎn)變移向高溫 B轉(zhuǎn)變移向低溫1）鈷的影響：溶入A中，使C曲線左移。2）Ni的影響：C曲線右移3）Mn的影響：C曲線右移 4）Cr的作用：C曲線右移，對B的推遲作用大于對P的推遲作用； C曲線分離，3% Cr，完全分離。5）Mo和W的影響：推遲P轉(zhuǎn)變，對B轉(zhuǎn)變影響不大。6）B的影響：微量，過冷奧氏體的穩(wěn)定性不改變C曲線位置C曲線右移、Ms點下降C曲線分離Mn的作用大于Ni影響鼻溫2.常見

7、合金元素的影響第十八張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月19第十九張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月20A晶粒愈細小，等溫轉(zhuǎn)變的孕育期愈短，加速過冷A的轉(zhuǎn)變，對B轉(zhuǎn)變的加速不如對P的作用大。2、奧氏體晶粒尺寸的影響3、原始組織、加熱溫度和保溫時間的影響在相同的加熱條件下，原始組織越細，越容易得到均勻的A，使等溫轉(zhuǎn)變曲線右移，Ms降低。當原始組織相同時，提高A化溫度，延長保溫時間，將促進碳化物溶解，也會使C曲線右移。4、塑性變形的影響無論高溫和低溫塑性變形，均加速過冷A的轉(zhuǎn)變。原因：未經(jīng)變形的A向P轉(zhuǎn)變時僅在晶界形核，而變形后，過冷A在等溫轉(zhuǎn)變時，可出現(xiàn)晶內(nèi)形核。第二十張，PPT共

8、四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月21第一節(jié) 過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖第二節(jié) 過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖第三節(jié) 過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖的應(yīng)用第二十一張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月22TTT圖反映的是過冷A等溫轉(zhuǎn)變的規(guī)律，可以用來指導(dǎo)熱處理工藝的制定。在實際熱處理中，不僅僅是在等溫過程中有相轉(zhuǎn)變的發(fā)生，在冷卻過程中同樣存在著相變過程并且對材料的性能有著重大的影響。因此，很多熱處理工藝都是在連續(xù)冷卻條件下進行的，如淬火、正火、退火等。連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖通常稱為CCT圖（Continuous Cooling Transformation)第二節(jié) 過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖第二十二張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作

9、于2022年6月231. 金相硬度法：加熱A化恒定冷速至不同溫度，立即急冷。組織觀察測量硬度M轉(zhuǎn)變量-時間-冷速關(guān)系曲線，對應(yīng)到Tt 圖上。2. 端淬法：標準試樣- 25100等距鉆孔。末端噴水不同時間，各點冷速不同，對各點進行金相觀察各點轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及相對量。3. 膨脹法：利用膨脹儀測定膨脹曲線的有關(guān)轉(zhuǎn)折點。一 CCT圖的建立第二十三張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月24A化參數(shù)F的含量P的含量B的含量產(chǎn)物的硬度冷卻速度第二十四張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月25冷卻速度的表示方法：800500下的平均冷卻速度距端淬試樣水冷端的距離冷卻時間：既從A溫度冷卻到500所需要的時間，

10、一般用冷卻曲線與500坐標的交點表示。較方便二 冷卻速度對產(chǎn)物的影響硬度距淬端距離可直接顯示硬度分布和淬透層深度的關(guān)系第二十五張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月26冷卻過程及其產(chǎn)物分析？第二十六張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月27三 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖與等溫轉(zhuǎn)變圖的比較沒有B轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變開始和終止線右下移臨界冷卻速度共析鋼的CCT圖第二十七張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月28合金鋼的CCT圖由合金元素種類和數(shù)量而定第二十八張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月29其它特點轉(zhuǎn)變溫度較低孕育時間較長CCT圖只有上半部？得到混合組織F+P+B+MMs點發(fā)生變化第二十九張，P

11、PT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月30臨界冷卻速度：連續(xù)冷卻時，在某幾個特定的冷卻速度下，所得到的組織將發(fā)生突變，這些冷卻速度稱為臨界冷卻速度。1. CCT圖中的臨界冷卻速度 在實際生產(chǎn)中，為了使鋼件在淬火后得到完全的M組織，應(yīng)使A從淬火加熱溫度到Ms點的冷卻過程中不發(fā)生分解。為此，鋼件的冷卻速度應(yīng)大于某一臨界值，此臨界值稱為臨界淬火速度，一般又稱為臨界冷卻速度，用Vc表示。也就是獲得100%M轉(zhuǎn)變的最小的冷卻速度。此外，還有抑制F、P、B的臨界冷卻速度。四 鋼的臨界冷卻速度第三十張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月31 凡影響A穩(wěn)定性、影響CCT曲線形狀的因素均影響VC，使曲線右移的

12、均降低VC，左移的均使VC提高。碳含量 低碳鋼隨C含量增加，VC顯著降低，但在0.3-1.0%范圍內(nèi)，VC下降的不多。C%1.0%后，隨C含量的增加，VC增高。合金元素的影響 除Co以外，大部分合金元素溶入A中，都增加A的穩(wěn)定性，使VC下降；若未溶入A中，以碳化物形式存在，則會使VC升高。2. 影響臨界冷卻速度的因素第三十一張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月32A晶粒度的影響 隨A晶粒尺寸增大，VC 減小，對受P轉(zhuǎn)變制約的VC 影響較大，而對受B轉(zhuǎn)變制約的VC 影響較小。A化溫度的影響 A化溫度升高，A的合金化程度增大，穩(wěn)定性升高，從而使VC 降低。A中非金屬夾雜物和穩(wěn)定碳化物 硫化物

13、、氧化物、氮化物及難溶的穩(wěn)定碳化物，在A化時，能阻礙A晶粒的長大，促進非M組織的形成，使VC 增大。第三十二張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月33 從縱軸由A1開始作冷卻曲線與TTT圖開始線相切，該冷卻曲線所代表的冷卻速度VC，可用下式描述： 考慮到CCT圖位于TTT圖的右下方，將上式修正，即得到近似的VC：注意：只適用于VC決定抑制P轉(zhuǎn)變的臨界冷卻速度的情況。ZRZR五 等溫轉(zhuǎn)變圖在連續(xù)冷卻過程中的應(yīng)用1. 臨界冷卻速度的估算第三十三張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月342. 連續(xù)冷卻過程中轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的預(yù)測v1-爐冷APv2-空冷AS（索氏體）v3-油冷AT(屈氏體)+Mv4-

14、水冷AM A/vk-臨界冷卻速度vkPSMT第三十四張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月35第三十五張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月36第三十六張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月37六 連續(xù)冷卻過程中冷卻速度變化對臨界淬火速度的影響Vc, 增加臨界冷卻速度=Vc, 臨界冷卻速度不變Vc, 降低臨界冷卻速度第三十七張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月38第一節(jié) 過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖第二節(jié) 過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖第三節(jié) 過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖的應(yīng)用第三十八張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月391、分級淬火：使表面和心部溫度一致。減少應(yīng)力和工件變形分級淬火的冷卻

15、速度和溫度，保證順利進行一 TTT圖的應(yīng)用第三十九張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月402、等溫淬火：獲得下貝氏體。獲得下貝氏體的溫度范圍、保溫時間、保溫溫度和硬度的關(guān)系等熱處理工藝參數(shù)第四十張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月413、退火和等溫退火：珠光體轉(zhuǎn)變。一般的退火其產(chǎn)物主要有F,B,M等混合物而等溫退火可得到珠光體從而達到軟化的目的第四十一張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月424、形變熱處理 ：將形變強化和熱處理強化結(jié)合。判斷是否適合形變熱處理選擇形變溫度和時間選著等溫淬火的溫度和時間第四十二張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月43確定臨界淬火速度 臨界淬火速度對鋼的熱處理有非常重要的意義預(yù)測轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及性能 對于已知材料熱