版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
奧氏體形成、鋼熱處理辦法工藝原理AB+LⅠ是不是所有的金屬材料都可以進(jìn)行熱處理呢?只有固態(tài)相變發(fā)生的合金才能進(jìn)行熱處理。ⅡEFG912℃SPQ1148℃727℃AFA+FA+Fe3CF+Fe3CKFe3CFeA1AcmA3T℃↑→C%δ奧氏體的形成是鋼在加熱過程中,由珠光體轉(zhuǎn)變成奧氏體的過程。相轉(zhuǎn)變:F+Fe3CA
碳含量:0.02%6.69%0.77%
點(diǎn)陣結(jié)構(gòu):bcc復(fù)雜斜方fcc一、奧氏體的組織和結(jié)構(gòu)
1.奧氏體組織多邊形的等軸晶粒
2.結(jié)構(gòu)碳在γ-Fe中的間隙固溶體(書圖2.3)4.1、奧氏體的形成二、奧氏體性能室溫不穩(wěn)定相高塑性、低屈服強(qiáng)度利用奧氏體量改善材料塑性順磁性能測殘余奧氏體和相變點(diǎn)線膨脹系數(shù)大應(yīng)用于儀表元件導(dǎo)熱性能差耐熱鋼比容最小利用殘余奧氏體量減少材料淬火變形4.1、奧氏體的形成三、奧氏體的形成與鐵碳相圖EFG912℃SPQ1148℃727℃AFA+FA+Fe3CF+Fe3CKFe3CFeA1AcmA3T℃↑→C%δ4.1、奧氏體的形成平衡加熱狀態(tài)實(shí)際加熱狀態(tài)(非平衡態(tài))A形成的條件——過熱在727時(shí)加熱能形成A嗎????1.平衡加熱狀態(tài)
亞共析鋼的奧氏體化?室溫下組織為F+P。?A1以上,F(xiàn)+A?A3以上,AAFT℃CFeA1A3Acm過共析鋼的奧氏體化?室溫下組織為P+Fe3C?A1以上,F(xiàn)e3C+A?Acm以上,A?在A1?Acm之間的奧氏體化,稱為不完全奧氏體化,熱處理工藝中常用。AFT℃CFe1.平衡加熱狀態(tài)
A1A3Acm2.實(shí)際加熱狀態(tài)(非平衡態(tài))實(shí)際加熱或冷卻都是在較快的速度下進(jìn)行(非平衡過程),實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度與相圖中的臨界溫度存在一定的偏離,會出現(xiàn)滯后。也即G=GA-Gp
<0才發(fā)生轉(zhuǎn)變。加熱時(shí):實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度移向高溫,以Ac表示Ac1、Ac3、Accm
冷卻時(shí):實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度移向低溫,用Ar表示Ar1、Ar3、Arcm轉(zhuǎn)變溫度Ac1Ac3AccmA3AcmArcmAr3Ar1A1AGSEPQF727℃1148℃P+CmF+P2.110.770.0218FeC%→G狀態(tài)Ⅰ狀態(tài)ⅡΔgγαGα→γ(1)熱力學(xué)形成條件克服△g勢壘△G<0
3.A形成的條件ΔG=-ΔGv+ΔGs+ΔGe<0GT℃A1=727℃GPGA△
GV△TA形成的條件過熱(T>A1)ΔG=-ΔGv+ΔGs+ΔGe<02-5ΔGv與ΔT的關(guān)系ΔGV=Gp-GA(1)GA=HA-TSA(2)Gp=Hp-TSp(3)Lv=HA-Hp(4)ΔGV=LVΔT/T0過熱度↗,驅(qū)動力↗,轉(zhuǎn)變速度↗。(2)相變的結(jié)構(gòu)條件DGer2r
DG
0
+
-
DGV
r3DG
r*DG*DGs
r3ΔG=-ΔGv+ΔGs+ΔGe<04.2、奧氏體形成機(jī)理形核+長大1.奧氏體的形核球狀珠光體中:優(yōu)先在F/Fe3C界面形核片狀珠光體中:優(yōu)先在珠光體團(tuán)的界面形核也在F/Fe3C片層界面形核Fe3CF珠光體團(tuán)界FFe3CAF+Fe3CA
Ac1以上加熱球狀P形核片狀P形核(珠光體類組織向A轉(zhuǎn)變)(以共析鋼為例)奧氏體在F/Fe3C界面形核原因:
(1)易獲得形成A所需濃度起伏,結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏.(2)在相界面形核使界面能和應(yīng)變能的增加減少?!鱃=-△Gv+△Gs+△Ge-△Gd
△Gv—體積自由能差,△Gs—表面能,△Ge—彈性應(yīng)變能相界面△Gs
、△Ge
較小,更易滿足熱力學(xué)條件△G<0.1.奧氏體的形核2.奧氏體的長大4.2、奧氏體形成機(jī)理A的長大是通過滲碳體的溶解,C原子在A中的擴(kuò)散以及A兩側(cè)界面向F和Fe3C推移來進(jìn)行的。
A長大方向基本垂直于片層和平行于片層。
4s6s8s15sT1AFT℃CCA/Fe3CCA/FCF/ACF/Fe3CAFe3CFT1CA/Fe3CAAT℃FeCF/Fe3CCCA/FCF/A垂直于片層長大受控于C在A中擴(kuò)散,C在F中擴(kuò)散起促進(jìn)作用。Fe3CFA奧氏體長大方向平行于片層A平行于片層長大速度>垂直于片層長大速度45鋼在735℃加熱10min的組織15000×1.奧氏體的形核2.奧氏體的長大片狀珠光體奧氏體向垂直于片層和平行于片層方向長大.球狀珠光體奧氏體的長大首先包圍滲碳體,把滲碳體和鐵素體隔開,然后通過A/F界面向鐵素體一側(cè)推移,A/Fe3C界面向Fe3C一側(cè)推移,使F和Fe3C逐漸消失來實(shí)現(xiàn)長大的.4.2、奧氏體形成機(jī)理原始組織5S8S15S球狀P向A的轉(zhuǎn)變3.殘余碳化物的溶解殘余碳化物:
當(dāng)F完全轉(zhuǎn)變?yōu)锳時(shí),仍有部分Fe3C沒有轉(zhuǎn)變?yōu)锳,稱為殘余碳化物?!撷貯/F界面向F推移速度>A/Fe3C界面向Fe3C推移速度②剛形成的A平均含碳量<P含碳量殘余碳化物溶解:
由Fe3C中的C原子向A中擴(kuò)散和鐵原子向貧碳Fe3C擴(kuò)散,Fe3C向A晶體點(diǎn)陣改組實(shí)現(xiàn)的.1.奧氏體的形核2.奧氏體的長大4.2、奧氏體形成機(jī)理3.殘余碳化物的溶解1.奧氏體的形核2.奧氏體的長大4.2、奧氏體形成機(jī)理4.奧氏體的均勻化奧氏體的不均勻性:即使Fe3C完全溶解轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體,碳在奧氏體中的分布仍然不均勻,表現(xiàn)為原Fe3C區(qū)域碳濃度高,原F區(qū)碳濃度低。奧氏體的均勻化:隨著繼續(xù)加熱或繼續(xù)保溫,以便于碳原子不斷擴(kuò)散,最終使奧氏體中碳濃度均勻一致。奧氏體的形成(以共析鋼為例)奧氏體形核奧氏體長大殘余Fe3C溶解奧氏體均勻化奧氏體轉(zhuǎn)變的類型由珠光體類(平衡組織)向奧氏體轉(zhuǎn)變由馬氏體類(非平衡組織)向奧氏體轉(zhuǎn)變0.12C-3.5Ni-0.35Mo鋼720℃保溫10s后形成的兩種A針狀球狀一.奧氏體等溫形成動力學(xué)4.3、奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)1、奧氏體轉(zhuǎn)變量圖730℃750℃790℃
奧氏體量(%)時(shí)間(S)100500共析鋼的奧氏體等溫轉(zhuǎn)變量與時(shí)間的關(guān)系——奧氏體轉(zhuǎn)變量與溫度,時(shí)間的關(guān)系由圖可見:(1)A轉(zhuǎn)變有孕育期,(2)A轉(zhuǎn)變速度先增后減,轉(zhuǎn)變量50%時(shí)最大(3)T↗,孕育期↘,轉(zhuǎn)變速度↗730℃750℃790℃
奧氏體量(%)時(shí)間(S)100500共析鋼的奧氏體等溫轉(zhuǎn)變量與時(shí)間的關(guān)系一.奧氏體等溫形成動力學(xué)
2、等溫轉(zhuǎn)變圖(TTA)—TimeTemperatureAustenitization800750700溫度/℃t/s730750790T/℃
奧氏體量(%)100500——奧氏體轉(zhuǎn)變開始線——奧氏體轉(zhuǎn)變完成線PP+AATTA圖的說明不均勻A均勻AP+AA+Fe3CPT(s)T/℃可見:殘余Fe3C的溶解,特別是成分均勻化所需時(shí)間最長。Ac112341—A轉(zhuǎn)變開始線2—A轉(zhuǎn)變終止線3—?dú)堄郌e3C溶解終止線4—A均勻化終止線0101102103104二.奧氏體等溫形成動力學(xué)分析
1、形核率
4.3、奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)σ-新舊相間的比界面能△GV-體積自由能差
ES-體積應(yīng)變能Q-擴(kuò)散激活能,W-臨界形核功T↗,I↗,其原因:T↗,A形核所需的濃度起伏減小,T↗,W↘,exp(-W/KT)↗T↗,exp(-Q/KT)↗,即能克服能壘進(jìn)行擴(kuò)散的原子數(shù)↗T1AFT℃CCA/Fe3CCA/FCF/ACF/Fe3CT2二.奧氏體等溫形成動力學(xué)分析
2、A長大線速度假設(shè):①忽略F和Fe3C中的濃度梯度②相界面處維持局部平衡③C在A中擴(kuò)散達(dá)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)導(dǎo)出,相界面推移速度為:4.3、奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)1)T↗,G↗FFe3CAT1AFT℃CCA/Fe3CCA/FCF/ACF/Fe3CD—C在A中擴(kuò)散系數(shù),dC/dx—A中濃度梯度△CB—兩相在界面上的濃度差討論:2)GA→FGA→Fe3C>☆綜上所述,和過冷情況下的結(jié)晶過程不同,A形成時(shí),
T↗(或過熱度△T↗),始終有利于A的形成?!郥↗,A形成速度↗公式應(yīng)用:估算某一溫度下A向F(或Fe3C)的移動速度。當(dāng)A形成溫度為780℃時(shí)∴F先消失,剩余碳化物T1AFT℃CCA/Fe3CCA/FCF/ACF/Fe3C轉(zhuǎn)變溫度↗,殘余碳化物量↗A3AcmA1AGSEPQF727℃1148℃P+CmF+P2.110.770.0218FeC%→℃7387808200.230.930.410.680.890.79三.影響奧氏體轉(zhuǎn)變速度的因素溫度、成分、原始組織1、溫度的影響4.3、奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)T↗,I↗,G↗,且I↗>G↗各種因素中,T的影響作用最強(qiáng)烈2、原始組織的影響片狀P轉(zhuǎn)變速度>球狀P薄片較厚片轉(zhuǎn)變快3、碳含量的影響C%↗,A形成速度↗,三.影響奧氏體轉(zhuǎn)變速度的因素溫度、成分、原始組織4、合金元素的影響4.3、奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)(1)對A形成速度的影響改變臨界點(diǎn)位置,影響碳在A中的擴(kuò)散系數(shù)合金碳化物在A中溶解難易程度的牽制對原始組織的影響(2)對A均勻化的影響合金鋼需要更長均勻化時(shí)間四.連續(xù)加熱時(shí)A形成動力學(xué)4.3、奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)
連續(xù)轉(zhuǎn)變圖
V1
<V2<V3不均勻A均勻AP+AA+Fe3CPt/sT/℃V3V2V1Ac1四.連續(xù)加熱時(shí)A形成動力學(xué)4.3、奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)特點(diǎn):(1)加熱速度↗,臨界點(diǎn)↗,(2)轉(zhuǎn)變在一個(gè)溫度范圍內(nèi)完成,(3)形成速度隨加熱速度↗而↗,(4)A起始晶粒度隨加熱速度速度↗而細(xì)化,(5)A成分不均勻性隨加熱速度↗而↗。V1V1<V2
<V3不均勻A均勻AP+AA+Fe3CPt/sT/℃V3V2Ac1一.奧氏體晶粒度4.4、奧氏體晶粒長大及其控制n=2N-1
概念:起始晶粒度、n0=(I/G)1/2
實(shí)際晶粒度、本質(zhì)晶粒度應(yīng)用:晶粒細(xì)化處理5~8級的鋼為本質(zhì)細(xì)晶粒度的鋼1~4級的鋼為本質(zhì)粗晶粒度鋼本質(zhì)粗晶粒度:奧氏體隨溫度的升高迅速長大的鋼。如經(jīng)錳硅脫氧的鋼、沸騰鋼等本質(zhì)細(xì)晶粒度:奧氏體晶粒長大傾向小,加熱到較高溫度時(shí)才顯著長大的鋼。如經(jīng)鋁脫氧的鋼、鎮(zhèn)靜鋼等二.奧氏體晶粒長大機(jī)制4.4、奧氏體晶粒長大及其控制晶粒長大驅(qū)動力:——界面能的降低。驅(qū)動力大小:F驅(qū)=2σ/R
方向:指向曲率中心abc120°120°σ-比界面能,R-晶界曲率半徑二.奧氏體晶粒長大機(jī)制4.4、奧氏體晶粒長大及其控制晶粒長大阻力——第二相質(zhì)點(diǎn)的釘扎作用
F阻=3fσ/2r
r-粒子半徑,f–粒子數(shù),σ-比界面能界面θrσσ第二相質(zhì)點(diǎn)越細(xì)小,分散,總阻力↗(1)加熱溫度和保溫時(shí)間
T↗,t↗,A晶粒度↗
(2)加熱速度快速加熱并短時(shí)保溫可獲得細(xì)小A晶粒。
(3)第二相顆粒
(4)合金元
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 【高效備課】北師大版九(上) 第1章 特殊平行四邊形 3 正方形的性質(zhì)與判定 第1課時(shí) 正方形的性質(zhì) 教案
- 華東師大版八年級體育與健康 2.3田徑類運(yùn)動的裝備要求 以“跨越式跳高”為例 教案
- 2023年全自動板框污泥脫水機(jī)投資申請報(bào)告
- 2024年秋一年級上冊10雨點(diǎn)兒 教學(xué)設(shè)計(jì)
- 信息技術(shù)多媒體技術(shù)應(yīng)用教案:3.1 多媒體作品中的聲音信息技術(shù)(信息科技)
- 小青蛙跳荷葉(教案) 體育二年級下冊
- 變態(tài)心理學(xué) 概論
- 2024年人民調(diào)解委員會的協(xié)議書范文格式
- 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)(第二版)》 課件 第3章-任務(wù)3.2.1 探究RSA算法和DH算法
- 化驗(yàn)室數(shù)據(jù)管理制度
- 【新生代】2024H1休閑零食品牌健康追蹤分析
- 2024-2030年中國左旋肉堿咖啡市場消費(fèi)前景與未來投資效益盈利性報(bào)告
- NB/T 11459-2023煤礦井下直流電法勘探規(guī)程
- 《2024年 神華Z集團(tuán)公司內(nèi)部控制有效性評價(jià)》范文
- 城市地下管網(wǎng)建設(shè)實(shí)施保障措施與政策建議
- 《藥理學(xué)》教學(xué)課件第1章-緒論
- 6.18 美國的獨(dú)立 課件 2024-2025學(xué)年統(tǒng)編版九年級歷史上冊
- 慶祝新中國成立75周年發(fā)言稿三
- 2024年全國統(tǒng)一高考數(shù)學(xué)試卷(新高考Ⅱ)含答案
- 部編版(2024)道德與法治一年級上冊第12課《玩也有學(xué)問》教學(xué)課件
- 2024年秋季學(xué)期新蘇科版八年級上冊物理課件 第四章 物態(tài)變化 第一節(jié) 物質(zhì)的三態(tài) 溫度的測量
評論
0/150
提交評論