鋼的熱處理-鋼的冷卻轉(zhuǎn)變要點課件

基本要求1.過冷A冷卻方式、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖類型2.過冷A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（C曲線）分析：線、區(qū)，過冷A發(fā)生的三種轉(zhuǎn)變（P型轉(zhuǎn)變、M型轉(zhuǎn)變、B型轉(zhuǎn)變）；過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖為何呈“C”字形（2）非共析鋼的過冷A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)圖的異同，合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變圖類型（3）影響過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖形狀的因素3.過冷A連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（1）共析鋼CCT圖分析：線、區(qū)，不同的冷卻速度下A發(fā)生的轉(zhuǎn)變，臨界冷卻速度；（2）非共析鋼CCT圖與非共析鋼CCT圖的異同，（3）過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的應(yīng)用

基本要求1.過冷A冷卻方式、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)1第二章鋼的冷卻轉(zhuǎn)變冷卻方式：1.等溫冷卻把加熱到A狀態(tài)的鋼，快速冷卻到低于Ar1某一溫度，等溫一段時間，使A發(fā)生轉(zhuǎn)變，然后再冷卻到室溫。2.連續(xù)冷卻把加熱到A狀態(tài)的鋼，以不同的冷卻速度（空冷，隨爐冷，油冷，水冷）連續(xù)冷卻到室溫。2-1過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線第二章鋼的冷卻轉(zhuǎn)變冷卻方式：2-1過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)2表45鋼經(jīng)840℃加熱后，不同條件冷卻后的機(jī)械性能冷卻方法σb,MN/m2σs,MN/m2δ，%ψ，%HRC隨爐冷卻53028032.549.315～18空氣冷卻670～72034015～1845～5018～24油中冷卻90062018～204845～60水中冷卻11007207～812～1452～6表45鋼經(jīng)840℃加熱后，不同條件冷卻后的機(jī)械性能冷卻方法σ3一過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線的建立過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線：在各種過冷度下，過冷奧氏體向其他組織轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變量與恒溫保溫時間的關(guān)系曲線。（TTT）（C曲線）TTT－TemperatureTimeTransformation方法：金相-硬度法、膨脹法、磁性法、熱分析法等。步驟:（1）選擇一系列試樣，將試樣加熱奧氏體化；（2）將試樣在A1點下不同溫度保溫不同時間；（3）淬水冷卻，以保留，固定轉(zhuǎn)變產(chǎn)物；（4）確定各溫度、時間下轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及轉(zhuǎn)變量；（5）建立轉(zhuǎn)變溫度，轉(zhuǎn)變時間與轉(zhuǎn)變產(chǎn)物、轉(zhuǎn)變量的關(guān)系曲線。一過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線的建立過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)4共析碳鋼TTT曲線建立過程示意圖(1)時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1共析碳鋼TTT曲線建立過程示意圖(1)時間(s)30015共析碳鋼TTT曲線建立過程示意圖(2)共析碳鋼TTT曲線建立過程示意圖(2)6二過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物動力學(xué)曲線及特點二過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物動力學(xué)曲線及特點7過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖（TTT圖）過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線又稱TTT圖、IT圖或C曲線。綜合反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)變開始時間、轉(zhuǎn)變終了時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物類型、轉(zhuǎn)變量與等溫溫度、等溫時間的關(guān)系）。TTT－TemperatureTimeTransformationIT－IsothermalTransformation過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖（TTT圖）過冷奧氏體等81、過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式

（一）共析鋼的C曲線分析

1.線、區(qū)的意義

線：縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為時間，臨界點A1線，MS線，Mf線，轉(zhuǎn)變開始線，轉(zhuǎn)變終了線。

區(qū)：A1以上為穩(wěn)定A區(qū)，過冷A區(qū)，過冷A等溫轉(zhuǎn)變區(qū)（A→P、A→B），轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)（P、B），M形成區(qū)（A→M）、M轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)（M或M+Ar）孕育期最短的部位，即轉(zhuǎn)變開始線的突出部分，稱為鼻子。

1、過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式（一）共析鋼的C曲線分9共析碳鋼TTT曲線的分析穩(wěn)定的奧氏體區(qū)過冷奧氏體區(qū)A向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變開始線A向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變終止線

A+產(chǎn)物區(qū)產(chǎn)物區(qū)A1～550℃;高溫轉(zhuǎn)變區(qū);擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變;P轉(zhuǎn)變區(qū)。550～230℃;中溫轉(zhuǎn)變區(qū);半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變;貝氏體(B)轉(zhuǎn)變區(qū);230～-50℃;低溫轉(zhuǎn)變區(qū);非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變;馬氏體(M)轉(zhuǎn)變區(qū)。時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf共析碳鋼TTT曲線的分析穩(wěn)定的奧氏體區(qū)過冷奧氏體區(qū)A向產(chǎn)102.轉(zhuǎn)變產(chǎn)物依等溫溫度不同，大體可分為三個溫度區(qū)(轉(zhuǎn)變類型)：

(1).P型轉(zhuǎn)變：高溫區(qū)（臨界點A1～550℃）、過冷度小，P型組織轉(zhuǎn)變區(qū)，A→P；擴(kuò)散型相變

(2).M型轉(zhuǎn)變：低溫區(qū)（在MS以下）、過冷度大，發(fā)生M轉(zhuǎn)變的區(qū)域，A→M；非擴(kuò)散型相變

(3).B型轉(zhuǎn)變：中溫區(qū)（550℃～MS），發(fā)生B轉(zhuǎn)變的區(qū)域，A→B。半擴(kuò)散型相變

需要指出的是，在中部區(qū)域P轉(zhuǎn)變區(qū)和B轉(zhuǎn)變區(qū)可能重疊，得到P和B的混合組織；在下部區(qū)域M轉(zhuǎn)變和B轉(zhuǎn)變可能重疊，得到M和B的混合組織；2.轉(zhuǎn)變產(chǎn)物依等溫溫度不同，大體可分為三個溫度區(qū)(轉(zhuǎn)11為什么呈C字形（存在鼻點）？過冷奧氏體轉(zhuǎn)變速度取決于轉(zhuǎn)變驅(qū)動力和擴(kuò)散能力，而△T↑，△G↑，D↓。在A1~550℃區(qū)間,隨過冷度增大,原子擴(kuò)散較快,轉(zhuǎn)變速度較快。550℃以下,隨過冷度增大,原子擴(kuò)散速度越來越慢,因而轉(zhuǎn)變速度減慢。為什么呈C字形（存在鼻點）？過冷奧氏體轉(zhuǎn)變速度取決于轉(zhuǎn)變驅(qū)動12

（二）非共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲圖對亞共析鋼在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析F析出，因此亞共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線在左上角有一條先共析F析出線，且該線隨含碳量增加向右下方移動，直至消失。（二）非共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲圖13對過共析鋼在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析滲碳體析出，因此過共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線在左上角有一條先共析滲碳體析出線，且隨含碳量增加向左上方移動，直至消失。

對過共析鋼在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析滲碳體析出，因此14

（三）合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線由于受碳和合金元素的影響，圖形比較復(fù)雜。

常見的C曲線有四種形狀：(a)表示A→P和A→B轉(zhuǎn)變線重疊；(b)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)變的鼻尖離縱軸遠(yuǎn)；(d)表示形成了二組獨立的C曲線。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、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M轉(zhuǎn)變也會疊。

（三）合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線15三、TTT曲線的類型三、TTT曲線的類型16鋼的熱處理——鋼的冷卻轉(zhuǎn)變要點課件17第一種：兩組C曲線完全重迭，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C曲線部分重迭，但2個鼻子時間基本相同（不常見），如37CrSi.第一種：兩組C曲線完全重迭，如亞共析碳鋼、含非碳化物形成元素18第二、三種：兩組C曲線分離，且兩組C曲線鼻子對應(yīng)的時間有差異。如20Cr、40Cr、12Cr2Ni4、40CrNi、35CrMo、40CrMn（B的時間短）（含少量碳化物形成元素）；GCr15、9Cr、9Cr2、CrMn、CrW、CrWMn（P的時間短）。第二、三種：兩組C曲線分離，且兩組C曲線鼻子對應(yīng)的時間有差異19

第四種：兩組C曲線完全分離，P明顯右移，只有B轉(zhuǎn)變曲線。如：45Cr3、40Cr2Ni4、35CrNi3Mo、5CrNiMo、5CrNiMoV、3Cr2W8

第五種：兩組C曲線完全分離，B明顯右移，只有P轉(zhuǎn)變曲線。如：Cr12，Cr5MoV，Cr12MoV，W18Cr4V第四種：兩組C曲線完全分離，P明顯右移，只有B轉(zhuǎn)變曲線。如20第六種：兩組C曲線強(qiáng)烈右移，0℃?Ms，室溫以上只有碳化物析出線而不出現(xiàn)C曲線。如：4Cr14Ni14W2Mo第六種：兩組C曲線強(qiáng)烈右移，0℃?Ms，室溫以上只有碳化物析212.2過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變及其產(chǎn)物1.高溫轉(zhuǎn)變--P轉(zhuǎn)變(Ar1~550℃)

A→F+Fe3C(片層相間平行排列的機(jī)械混合物)溫度A相變層片間距HRCAr1-650℃A→P150-450nm20650℃~600℃A→S80-150nm30600℃~550℃A→T30-80nm402.2過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變及其產(chǎn)物1.高溫轉(zhuǎn)變--P轉(zhuǎn)變(22鋼的熱處理——鋼的冷卻轉(zhuǎn)變要點課件232中溫轉(zhuǎn)變—貝氏體轉(zhuǎn)變(550℃~220℃)

A→B(F+Fe3C),其中F具有一定過飽和度

A→B上(550℃~350℃）羽毛狀

Fe3C以較粗大片狀分布在較寬的F片之間,易發(fā)生脆斷,HRC=45。

A→B下(350℃~220℃）針狀

強(qiáng)韌性好,Fe3C細(xì)小,均勻分布在過飽和F針內(nèi)2中溫轉(zhuǎn)變—貝氏體轉(zhuǎn)變(550℃~220℃)

A→24鋼的熱處理——鋼的冷卻轉(zhuǎn)變要點課件253低溫轉(zhuǎn)變----M轉(zhuǎn)變(C在α--Fe中過飽和固溶體)

Ms→MfHRC=62~653低溫轉(zhuǎn)變----M轉(zhuǎn)變(C在α--Fe中過飽和固溶體)26影響過冷奧氏體C曲線形狀的因素

A的成分：Wc和合金元素奧氏體狀態(tài)：奧氏體晶粒大小的影響、加熱溫度和保溫時間、原始組織應(yīng)力塑性變形

影響過冷奧氏體C曲線形狀的因素A的成分：Wc和合金元素27影響C曲線的因素1.含碳量的影響隨著奧氏體C%增加，過冷奧氏體穩(wěn)定性提高，“C”曲線右移；當(dāng)C%增加到共析成分，過冷奧氏體穩(wěn)定性最高。隨著C%進(jìn)一步增加，奧氏體穩(wěn)定降低，“C”曲線反而左移。同時C%越高，Ms點越低。影響C曲線的因素1.含碳量的影響282.合金元素影響

除Co、Al外，所有合金元素都增大過冷奧氏體穩(wěn)定性，使“C”曲線右移。非碳化物形成元素如Ni、Si、Cu等和弱碳化物形成元素如Mn只改變“C”曲線位置；碳化物形成元素如Cr、Mo、V、W、Ti等既使“C”曲線右移，又使其形狀分成上下兩部分。2.合金元素影響29鋼的熱處理——鋼的冷卻轉(zhuǎn)變要點課件303.奧氏體晶粒尺寸：奧氏體晶粒與奧氏體化條件有關(guān)，加熱溫度高保溫時間長，奧氏體晶粒粗大，成分均勻性提高，奧氏體穩(wěn)定性增加，“C”曲線右移。反之“C”曲線左移。4.原始組織：鋼的原始組織越細(xì)小，單位體積內(nèi)晶界越多，過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的形核率越高，同時原始組織越細(xì)小有利于C原子擴(kuò)散，奧氏體形成時達(dá)到均勻化時間短，相對長大時間長，相同條件下易使奧氏體長大并且均勻性提高，“C”曲線右移。3.奧氏體晶粒尺寸：奧氏體晶粒與奧氏體化條件有關(guān)，加熱溫度高315變形：奧氏體比容最小，馬氏體比容最大，奧氏體轉(zhuǎn)變時體積膨脹，施加拉應(yīng)力加速其轉(zhuǎn)變，使“C”曲線左移，施加壓應(yīng)力不利其轉(zhuǎn)變，使“C”曲線右移。5變形：奧氏體比容最小，馬氏體比容最大，奧氏體轉(zhuǎn)變時體積膨脹322.3過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)

過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（又稱CCT圖或CT圖）：綜合反映了過冷奧氏體在連續(xù)冷卻時的轉(zhuǎn)變溫度、時間和轉(zhuǎn)變量之間的關(guān)系（即反映了過冷奧氏體在不同的冷卻速度下轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變開始時間、轉(zhuǎn)變終了時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物類型、轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變溫度、轉(zhuǎn)變時間的關(guān)系）。CCT－ContinuousCoolingTransformation

2.3過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)過33冷卻速度對轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的影響基本形式

（一）共析鋼CCT圖分析共析鋼過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式如圖，該圖的縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為時間，采用對數(shù)坐標(biāo)。

1、線、區(qū)的意義

線：縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為時間，A1線，MS、Mf線、P轉(zhuǎn)變開始線，P轉(zhuǎn)變終了線，P轉(zhuǎn)變中止線。

區(qū)：穩(wěn)定A區(qū)，過冷A區(qū)，過冷A連續(xù)冷卻P轉(zhuǎn)變區(qū)（A→P），M形成區(qū)（A→M）、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)（P、M）。

注意：共析鋼的過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖無貝氏體轉(zhuǎn)變冷卻速度對轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的影響基本形式（一）共析鋼CCT圖分析34一冷卻速度對轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的影響當(dāng)V>Vc時，A過→M當(dāng)V<Vc’時，A過→P當(dāng)Vc<V<Vc’時，A過→M+P實際中由于CCT曲線測量難，可用TTT曲線代替CCT曲線作定性分析，判斷獲得M的難易程度。一冷卻速度對轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的影響當(dāng)V>Vc時，A過→M35鋼的熱處理——鋼的冷卻轉(zhuǎn)變要點課件36鋼的熱處理——鋼的冷卻轉(zhuǎn)變要點課件37二亞共析鋼、過共析鋼的連續(xù)冷卻曲線二亞共析鋼、過共析鋼的連續(xù)冷卻曲線38

(二）非共析鋼CCT圖分析1.亞共析鋼CCT圖亞共析鋼CCT圖與共析鋼CCT圖有很大的差別，亞共析鋼CCT圖出現(xiàn)了先共析F析出區(qū)和貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)。馬氏體轉(zhuǎn)變開始線與等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖不同，MS不再為水平線，而是向右下側(cè)傾斜，這是由于珠光體與貝氏體的轉(zhuǎn)化，使奧氏體得到富化，而使MS降低的緣故。35CrMo鋼的過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖，圖內(nèi)有各種產(chǎn)物存在的區(qū)域和各種速度的冷卻曲線。冷卻曲線終端的小圓圈內(nèi)數(shù)字為轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的硬度值，可為洛氏硬度或維氏硬度。冷卻曲線與轉(zhuǎn)變終了線交點處的數(shù)字為該產(chǎn)物所占的百分?jǐn)?shù)。根據(jù)各冷卻曲線通過的區(qū)域及其與轉(zhuǎn)變終了線交點處的數(shù)字，就可斷定在該冷速下冷卻可得到的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及其所占的百分?jǐn)?shù)。

(二）非共析鋼CCT圖分析冷卻曲線與轉(zhuǎn)變終了39

2.過共析鋼CCT圖過共析鋼CCT圖與共析鋼CCT圖相似，無貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，不同的是出現(xiàn)了先共析Fe3C析出區(qū)。MS也不為水平線，而是向右上側(cè)傾斜，這是由于馬氏體轉(zhuǎn)變前有先共析Fe3C析出或部分珠光體轉(zhuǎn)變，使周圍奧氏體貧碳，而使MS升高的緣故。

2.過共析鋼CCT圖40三、共析碳鋼TTT曲線與CCT曲線的比較穩(wěn)定的奧氏體區(qū)時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMfCCT曲線TTT曲線三、共析碳鋼TTT曲線與CCT曲線的比較穩(wěn)定的奧氏體區(qū)時411、CCT曲線相對于TTT圖向右下方移動2、CCT曲線只有相當(dāng)于TTT圖上半部分

3、共析、過共析鋼的CCT圖上不出現(xiàn)B相變。4、轉(zhuǎn)變在一個溫度范圍內(nèi)完成，往往獲得混合組織

主要由于C%高，B體相變需要擴(kuò)散較多碳原子，相變速度太慢，從而在實際冷卻條件下，難以實現(xiàn)相變對成分的要求。母相C%高，導(dǎo)致切變阻力增大，難以實現(xiàn)按切變機(jī)制實現(xiàn)點陣改組的模式。Ms線發(fā)生曲折F先析出，B相變，使A的C%↑，使之向下曲折（Ms下降）。部分P相變，使A的C%↓，Ms↑，向上曲折。

5、存在臨界冷卻速度（Vc）1、CCT曲線相對于TTT圖向右下方移動42過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線的應(yīng)用1.從CCT曲線可以知道不同冷卻速度下所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)變以及應(yīng)得的組織和性能，可以確定鋼的臨界冷卻速度。2.根據(jù)TTT曲線可以確定等溫淬火、分級淬火、等溫退火等熱處理規(guī)程。3.利用TTT曲線替代CCT曲線，可以定性研究過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變過冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線的應(yīng)用1.從CCT曲線可以知道不同冷卻速43復(fù)習(xí)題1.過冷奧氏體轉(zhuǎn)變有那些類型？受那些元素影響？2.共析鋼C曲線上各線、區(qū)域的意義，解釋為何C形？3.影響過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線的因素有那些？復(fù)習(xí)題1.過冷奧氏體轉(zhuǎn)變有那些類型？受那些元素影響？44基本要求1.過冷A冷卻方式、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖類型2.過冷A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（C曲線）分析：線、區(qū)，過冷A發(fā)生的三種轉(zhuǎn)變（P型轉(zhuǎn)變、M型轉(zhuǎn)變、B型轉(zhuǎn)變）；過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖為何呈“C”字形（2）非共析鋼的過冷A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)圖的異同，合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變圖類型（3）影響過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖形狀的因素3.過冷A連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（1）共析鋼CCT圖分析：線、區(qū)，不同的冷卻速度下A發(fā)生的轉(zhuǎn)變，臨界冷卻速度；（2）非共析鋼CCT圖與非共析鋼CCT圖的異同，（3）過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的應(yīng)用

基本要求1.過冷A冷卻方式、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)45第二章鋼的冷卻轉(zhuǎn)變冷卻方式：1.等溫冷卻把加熱到A狀態(tài)的鋼，快速冷卻到低于Ar1某一溫度，等溫一段時間，使A發(fā)生轉(zhuǎn)變，然后再冷卻到室溫。2.連續(xù)冷卻把加熱到A狀態(tài)的鋼，以不同的冷卻速度（空冷，隨爐冷，油冷，水冷）連續(xù)冷卻到室溫。2-1過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線第二章鋼的冷卻轉(zhuǎn)變冷卻方式：2-1過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)46表45鋼經(jīng)840℃加熱后，不同條件冷卻后的機(jī)械性能冷卻方法σb,MN/m2σs,MN/m2δ，%ψ，%HRC隨爐冷卻53028032.549.315～18空氣冷卻670～72034015～1845～5018～24油中冷卻90062018～204845～60水中冷卻11007207～812～1452～6表45鋼經(jīng)840℃加熱后，不同條件冷卻后的機(jī)械性能冷卻方法σ47一過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線的建立過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線：在各種過冷度下，過冷奧氏體向其他組織轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變量與恒溫保溫時間的關(guān)系曲線。（TTT）（C曲線）TTT－TemperatureTimeTransformation方法：金相-硬度法、膨脹法、磁性法、熱分析法等。步驟:（1）選擇一系列試樣，將試樣加熱奧氏體化；（2）將試樣在A1點下不同溫度保溫不同時間；（3）淬水冷卻，以保留，固定轉(zhuǎn)變產(chǎn)物；（4）確定各溫度、時間下轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及轉(zhuǎn)變量；（5）建立轉(zhuǎn)變溫度，轉(zhuǎn)變時間與轉(zhuǎn)變產(chǎn)物、轉(zhuǎn)變量的關(guān)系曲線。一過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線的建立過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)48共析碳鋼TTT曲線建立過程示意圖(1)時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1共析碳鋼TTT曲線建立過程示意圖(1)時間(s)300149共析碳鋼TTT曲線建立過程示意圖(2)共析碳鋼TTT曲線建立過程示意圖(2)50二過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物動力學(xué)曲線及特點二過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物動力學(xué)曲線及特點51過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖（TTT圖）過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線又稱TTT圖、IT圖或C曲線。綜合反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)變開始時間、轉(zhuǎn)變終了時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物類型、轉(zhuǎn)變量與等溫溫度、等溫時間的關(guān)系）。TTT－TemperatureTimeTransformationIT－IsothermalTransformation過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖（TTT圖）過冷奧氏體等521、過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式

（一）共析鋼的C曲線分析

1.線、區(qū)的意義

線：縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為時間，臨界點A1線，MS線，Mf線，轉(zhuǎn)變開始線，轉(zhuǎn)變終了線。

區(qū)：A1以上為穩(wěn)定A區(qū)，過冷A區(qū)，過冷A等溫轉(zhuǎn)變區(qū)（A→P、A→B），轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)（P、B），M形成區(qū)（A→M）、M轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)（M或M+Ar）孕育期最短的部位，即轉(zhuǎn)變開始線的突出部分，稱為鼻子。

1、過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式（一）共析鋼的C曲線分53共析碳鋼TTT曲線的分析穩(wěn)定的奧氏體區(qū)過冷奧氏體區(qū)A向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變開始線A向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變終止線

A+產(chǎn)物區(qū)產(chǎn)物區(qū)A1～550℃;高溫轉(zhuǎn)變區(qū);擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變;P轉(zhuǎn)變區(qū)。550～230℃;中溫轉(zhuǎn)變區(qū);半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變;貝氏體(B)轉(zhuǎn)變區(qū);230～-50℃;低溫轉(zhuǎn)變區(qū);非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變;馬氏體(M)轉(zhuǎn)變區(qū)。時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf共析碳鋼TTT曲線的分析穩(wěn)定的奧氏體區(qū)過冷奧氏體區(qū)A向產(chǎn)542.轉(zhuǎn)變產(chǎn)物依等溫溫度不同，大體可分為三個溫度區(qū)(轉(zhuǎn)變類型)：

(1).P型轉(zhuǎn)變：高溫區(qū)（臨界點A1～550℃）、過冷度小，P型組織轉(zhuǎn)變區(qū)，A→P；擴(kuò)散型相變

(2).M型轉(zhuǎn)變：低溫區(qū)（在MS以下）、過冷度大，發(fā)生M轉(zhuǎn)變的區(qū)域，A→M；非擴(kuò)散型相變

(3).B型轉(zhuǎn)變：中溫區(qū)（550℃～MS），發(fā)生B轉(zhuǎn)變的區(qū)域，A→B。半擴(kuò)散型相變

需要指出的是，在中部區(qū)域P轉(zhuǎn)變區(qū)和B轉(zhuǎn)變區(qū)可能重疊，得到P和B的混合組織；在下部區(qū)域M轉(zhuǎn)變和B轉(zhuǎn)變可能重疊，得到M和B的混合組織；2.轉(zhuǎn)變產(chǎn)物依等溫溫度不同，大體可分為三個溫度區(qū)(轉(zhuǎn)55為什么呈C字形（存在鼻點）？過冷奧氏體轉(zhuǎn)變速度取決于轉(zhuǎn)變驅(qū)動力和擴(kuò)散能力，而△T↑，△G↑，D↓。在A1~550℃區(qū)間,隨過冷度增大,原子擴(kuò)散較快,轉(zhuǎn)變速度較快。550℃以下,隨過冷度增大,原子擴(kuò)散速度越來越慢,因而轉(zhuǎn)變速度減慢。為什么呈C字形（存在鼻點）？過冷奧氏體轉(zhuǎn)變速度取決于轉(zhuǎn)變驅(qū)動56

（二）非共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲圖對亞共析鋼在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析F析出，因此亞共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線在左上角有一條先共析F析出線，且該線隨含碳量增加向右下方移動，直至消失。（二）非共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲圖57對過共析鋼在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析滲碳體析出，因此過共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線在左上角有一條先共析滲碳體析出線，且隨含碳量增加向左上方移動，直至消失。

對過共析鋼在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析滲碳體析出，因此58

（三）合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線由于受碳和合金元素的影響，圖形比較復(fù)雜。

常見的C曲線有四種形狀：(a)表示A→P和A→B轉(zhuǎn)變線重疊；(b)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)變的鼻尖離縱軸遠(yuǎn)；(d)表示形成了二組獨立的C曲線。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、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M轉(zhuǎn)變也會疊。

（三）合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線59三、TTT曲線的類型三、TTT曲線的類型60鋼的熱處理——鋼的冷卻轉(zhuǎn)變要點課件61第一種：兩組C曲線完全重迭，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C曲線部分重迭，但2個鼻子時間基本相同（不常見），如37CrSi.第一種：兩組C曲線完全重迭，如亞共析碳鋼、含非碳化物形成元素62第二、三種：兩組C曲線分離，且兩組C曲線鼻子對應(yīng)的時間有差異。如20Cr、40Cr、12Cr2Ni4、40CrNi、35CrMo、40CrMn（B的時間短）（含少量碳化物形成元素）；GCr15、9Cr、9Cr2、CrMn、CrW、CrWMn（P的時間短）。第二、三種：兩組C曲線分離，且兩組C曲線鼻子對應(yīng)的時間有差異63

第四種：兩組C曲線完全分離，P明顯右移，只有B轉(zhuǎn)變曲線。如：45Cr3、40Cr2Ni4、35CrNi3Mo、5CrNiMo、5CrNiMoV、3Cr2W8

第五種：兩組C曲線完全分離，B明顯右移，只有P轉(zhuǎn)變曲線。如：Cr12，Cr5MoV，Cr12MoV，W18Cr4V第四種：兩組C曲線完全分離，P明顯右移，只有B轉(zhuǎn)變曲線。如64第六種：兩組C曲線強(qiáng)烈右移，0℃?Ms，室溫以上只有碳化物析出線而不出現(xiàn)C曲線。如：4Cr14Ni14W2Mo第六種：兩組C曲線強(qiáng)烈右移，0℃?Ms，室溫以上只有碳化物析652.2過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變及其產(chǎn)物1.高溫轉(zhuǎn)變--P轉(zhuǎn)變(Ar1~550℃)

A→F+Fe3C(片層相間平行排列的機(jī)械混合物)溫度A相變層片間距HRCAr1-650℃A→P150-450nm20650℃~600℃A→S80-150nm30600℃~550℃A→T30-80nm402.2過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變及其產(chǎn)物1.高溫轉(zhuǎn)變--P轉(zhuǎn)變(66鋼的熱處理——鋼的冷卻轉(zhuǎn)變要點課件672中溫轉(zhuǎn)變—貝氏體轉(zhuǎn)變(550℃~220℃)

A→B(F+Fe3C),其中F具有一定過飽和度

A→B上(550℃~350℃）羽毛狀

Fe3C以較粗大片狀分布在較寬的F片之間,易發(fā)生脆斷,HRC=45。

A→B下(350℃~220℃）針狀

強(qiáng)韌性好,Fe3C細(xì)小,均勻分布在過飽和F針內(nèi)2中溫轉(zhuǎn)變—貝氏體轉(zhuǎn)變(550℃~220℃)

A→68鋼的熱處理——鋼的冷卻轉(zhuǎn)變要點課件693低溫轉(zhuǎn)變----M轉(zhuǎn)變(C在α--Fe中過飽和固溶體)

Ms→MfHRC=62~653低溫轉(zhuǎn)變----M轉(zhuǎn)變(C在α--Fe中過飽和固溶體)70影響過冷奧氏體C曲線形狀的因素

A的成分：Wc和合金元素奧氏體狀態(tài)：奧氏體晶粒大小的影響、加熱溫度和保溫時間、原始組織應(yīng)力塑性變形

影響過冷奧氏體C曲線形狀的因素A的成分：Wc和合金元素71影響C曲線的因素1.含碳量的影響隨著奧氏體C%增加，過冷奧氏體穩(wěn)定性提高，“C”曲線右移；當(dāng)C%增加到共析成分，過冷奧氏體穩(wěn)定性最高。隨著C%進(jìn)一步增加，奧氏體穩(wěn)定降低，“C”曲線反而左移。同時C%越高，Ms點越低。影響C曲線的因素1.含碳量的影響722.合金元素影響

除Co、Al外，所有合金元素都增大過冷奧氏體穩(wěn)定性，使“C”曲線右移。非碳化物形成元素如Ni、Si、Cu等和弱碳化物形成元素如Mn只改變“C”曲線位置；碳化物形成元素如Cr、Mo、V、W、Ti等既使“C”曲線右移，又使其形狀分成上下兩部分。2.合金元素影響73鋼的熱處理——鋼的冷卻轉(zhuǎn)變要點課件743.奧氏體晶粒尺寸：奧氏體晶粒與奧氏體化條件有關(guān)，加熱溫度高保溫時間長，奧氏體晶粒粗大，成分均勻性提高，奧氏體穩(wěn)定性增加，“C”曲線右移。反之“C”曲線左移。4.原始組織：鋼的原始組織越細(xì)小，單位體積內(nèi)晶界越多，過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的形核率越高，同時原始組織越細(xì)小有利于C原子擴(kuò)散，奧氏體形成時達(dá)到均勻化時間短，相對長大時間長，相同條件下易使奧氏體長大并且均勻性提高，“C”曲線右移。3.奧氏體晶粒尺寸：奧氏體晶粒與奧氏體化條件有關(guān)，加熱溫度高755變形：奧氏體比容最小，馬氏體比容最大，奧氏體轉(zhuǎn)變時體積膨脹，施加拉應(yīng)力加速其轉(zhuǎn)變，使“C”曲線左移，施加壓應(yīng)力不利其轉(zhuǎn)變，使“C”曲線右移。5變形：奧氏體比容最小，馬氏體比容最大，奧氏體轉(zhuǎn)變時體積膨脹762.3過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)

過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（又稱CCT圖或CT圖）：綜合反映了過冷奧氏體在連續(xù)冷卻時的轉(zhuǎn)變溫度、時間和轉(zhuǎn)變量之間的關(guān)系（即反映了過冷奧氏體在不同的冷卻速度下轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變開始時間、轉(zhuǎn)變終了時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物類型、轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變溫度、轉(zhuǎn)變時間的關(guān)系）。CCT－ContinuousCoolingTransformation

2.3過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)過77冷卻速度對轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的影響基本形式

（一）共析鋼CCT圖分析共析鋼過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式如圖，該圖的縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為時間，采用對數(shù)坐標(biāo)。

1、線、區(qū)的意義

線：縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為時間，A1線，MS、Mf線、P轉(zhuǎn)變開始線，P轉(zhuǎn)變終了線，P轉(zhuǎn)變中止線。

區(qū)：穩(wěn)定A區(qū)，過冷A區(qū)，過冷A連續(xù)冷卻P轉(zhuǎn)變區(qū)（A→P），M形成區(qū)（A→M）、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)（P、M）。

注意：共析鋼的過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖無貝氏體轉(zhuǎn)變冷卻速度對轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的影響基本形式（一）共析鋼CCT圖分析78一冷卻速度對轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的影響當(dāng)V>Vc時，A過→M當(dāng)V<Vc’時，A過→P當(dāng)Vc<V<Vc’時，A過→M+P實際中由于CCT曲線測量難，可用TTT曲線代替CCT曲線作定性分析，判斷獲得M的難