實驗五六七-過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學曲線的測定--實驗部分

綜合實驗

過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學曲線的測定

一、實驗目的1.掌握用金相——硬度法測定過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學曲線的方法。2.熟悉過冷奧氏體在不同溫度范圍恒溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的特征，提高對組織的識別能力。二、實驗設備與材料1.實驗材料：T8鋼2.試驗設備：熱處理爐（885℃，700℃，660℃，580℃，496℃，288℃，240℃），洛氏硬度計，砂輪機，拋光機，金相顯微鏡三、實驗內(nèi)容1.討論過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學曲線的測定方法，制定工藝規(guī)范，并對試樣進行熱處理；2.測定試樣硬度，并繪制不同轉(zhuǎn)變溫度下硬度隨保溫時間的變化曲線；3.制備金相試樣，觀測不同溫度下過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的特點，確定組織轉(zhuǎn)變量隨保溫時間的變化規(guī)律；4.綜合金相觀測與硬度測試的結(jié)果，確定過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變的開始時間及完成時間，繪制出過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學曲線。5.對試驗結(jié)果進行分析總結(jié)，提出改進措施。

實驗設計——奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變綜合動力學曲線的測定小組討論：如何繪制奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學曲線?實驗該如何設計？

實驗設計——奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變綜合動力學曲線的測定

（2）將不同等溫溫度下奧氏體轉(zhuǎn)變的開始時間和終了時間綜合起來，繪制在以溫度-時間（對數(shù)）為坐標的圖中，即可得到等溫轉(zhuǎn)變綜合動力學曲線圖。

（1）測出一系列不同溫度下的恒溫轉(zhuǎn)變動力學曲線，在每一條動力學曲線中，給出了任一等溫溫度下奧氏體轉(zhuǎn)變開始和轉(zhuǎn)變終了的時間。1、基本原理2、實驗方法——采用金相硬度法測定C曲線

1）定量金相法測定過冷奧氏體在不同等溫溫度下作不同時間停留后的組織轉(zhuǎn)變量，以確定奧氏體開始分解（約5%的轉(zhuǎn)變量）、轉(zhuǎn)變50%及轉(zhuǎn)變終了（約有5%未轉(zhuǎn)變）的時間，并由此獲得一系列數(shù)據(jù)。

2）硬度法當試樣開始轉(zhuǎn)變或轉(zhuǎn)變接近終了時，轉(zhuǎn)變量很難確定，因此，應配合以硬度法，在試樣上測量洛氏硬度。當未發(fā)生轉(zhuǎn)變時，組織全部為馬氏體，硬度值很高而且平穩(wěn)，變化不大。當有轉(zhuǎn)變產(chǎn)物形成時，由于高溫和中溫轉(zhuǎn)變組織（如珠光體及貝氏體等）的硬度都低于馬氏體，因此硬度下降。

隨著轉(zhuǎn)變量增加，硬度值不斷下降，直至轉(zhuǎn)變完了，硬度值趨于平穩(wěn)。

圖中a-b為轉(zhuǎn)變前孕育期，b是為奧氏體轉(zhuǎn)變開始的時間，c為奧氏體轉(zhuǎn)變完了的時間。

3）金相硬度法的優(yōu)缺點優(yōu)點：是測定過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線最準確的方法，而且可以直接觀察到不同等溫條件下轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織形態(tài)和數(shù)量，這是其它方法所不能代替的。缺點：需用試樣數(shù)量多，實驗工作量大。試樣等溫轉(zhuǎn)變淬火后硬度曲線示意圖3、實驗過程2）分別移入溫度低于A1線的不同溫度的等溫爐內(nèi)，進行不同時間的等溫停留，使過冷奧氏體在不同的溫度下進行不同程度的分解；

3）淬入水中。淬火溫度固定了試樣在該溫度下的組織，而使尚未轉(zhuǎn)變的奧氏體在淬火過程中轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。

4）采用金相-硬度法對試樣進行觀測分析。測定C曲線試樣的尺寸1）將必須數(shù)量的、具有一定大小尺寸的薄試樣加熱到鋼的臨界點以上，經(jīng)保溫達到充分奧氏體化。4、實驗步驟

1）全班分成六個小組，每組的保溫溫度相同，保溫時間不同。每個同學領2個樣品，注意各自樣品的保溫溫度與保溫時間。

2）將試樣放入高溫爐（885℃）內(nèi)加熱，保溫5min，然后迅速轉(zhuǎn)入等溫爐內(nèi)（溫度各為700℃，660℃，580℃，496℃，288℃，240℃），按預定時間保溫后，即迅速淬入水中。

3）將試樣用粗砂紙磨平，然后用洛氏硬度計測量硬度，每塊試樣測三~五點，取平均值。4）將試樣在砂輪上磨出一個截面（如圖所示）。應特別注意不能使試樣過分發(fā)熱，以免發(fā)生回火，磨砂輪時應隨時用水冷卻。

5）磨制金相試樣時應注意保持試樣截面的平直，不能有弧度。

6）浸蝕樣品——試樣拋光后，用硝酸酒精溶液浸蝕，待試樣稍一變色，即用清水沖洗干凈，以停止浸蝕，然后用酒精沖洗吹干。

7）觀察樣品的組織特點，采用定量金相測定過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變量。

8）照相，各組將照片疊加，觀察并分析過冷奧氏體轉(zhuǎn)變量隨保溫時間的變化規(guī)律。

9）各小組綜合數(shù)據(jù)，繪出各等溫溫度下的硬度與保溫時間的關系曲線及組織轉(zhuǎn)變量與保溫時間的關系曲線，確定不同溫度下轉(zhuǎn)變開始及轉(zhuǎn)變終了時間，并分析結(jié)果；

10）全班數(shù)據(jù)綜合，溫度——時間坐標（對數(shù)）上繪出過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學曲線，并分析結(jié)果。

實驗報告要求：（實驗做完后由班長收齊通一交）

1.實驗目的

2.實驗內(nèi)容（包括實驗方法與注意事項）；

3.觀測不同等溫溫度、不同等溫時間所得顯微組織，照相，描繪出所觀察到的金相組織，采用定量金相的方法測定轉(zhuǎn)變量，并給出各自試樣的硬度值。

4.各小組綜合數(shù)據(jù)，繪出各等溫溫度下的硬度與保溫時間的關系曲線及組織轉(zhuǎn)變量與保溫時間的關系曲線，確定不同溫度下轉(zhuǎn)變開始及轉(zhuǎn)變終了時間，并分析結(jié)果；

5.全班數(shù)據(jù)綜合，繪出過冷奧氏體恒溫轉(zhuǎn)變動力學曲線，并分析結(jié)果；

6.思考題：

（1）珠光體、貝氏體和馬氏體類型的組織形貌有何特征？如何在顯微鏡下進行區(qū)分？（2）轉(zhuǎn)變溫度及保溫時間對轉(zhuǎn)變組織及性能有何影響？（3）本次實驗是否達到了目的，如何改進。第一次課任務熱處理，打磨，測硬度，預磨至800號砂紙，試樣應標記清楚—保溫溫度×保溫時間，硬度值，務弄混；各小組綜合硬度數(shù)據(jù)，用excel或origin繪出各等溫溫度下的硬度-保溫時間關系曲線，初步確定不同溫度下轉(zhuǎn)變開始時間及轉(zhuǎn)變終了時間，分析結(jié)果，并討論；保管好各自試樣，切勿弄丟，下次課帶來觀察分析組織。思考題：在鹽浴爐等溫轉(zhuǎn)變時如何保證各試樣不弄混？如果在鹽浴爐等溫轉(zhuǎn)變結(jié)束(400℃

×10s)，取出試樣時不慎將多個試樣同時帶出，應如何處理？如何才能保證硬度測試結(jié)果的準確性？第二次課任務1、各小組帶來各自等溫溫度下的硬度-保溫時間關系曲線，討論確定不同溫度下轉(zhuǎn)變開始時間及轉(zhuǎn)變終了時間，并分析結(jié)果及其產(chǎn)生原因。2、拋光，浸蝕，觀察組織并定量，照相，照片命名方式：保溫溫度-保溫時間-學號。

拋光注意事項：試樣飛出丟失消除預磨的劃痕，保持拋光面的平整，不產(chǎn)生弧度注意把握浸蝕程度，過猶不及，避免二次拋光引起的虛假組織第三次課任務1、拋光，浸蝕，觀察組織并定量，照相照片命名方式：保溫溫度-保溫時間-學號；2、各小組綜合金相組織觀察與硬度測試結(jié)果，進一步精確確定不同溫度下轉(zhuǎn)變開始時間及轉(zhuǎn)變終了時間；3、全班數(shù)據(jù)綜合，繪出過冷奧