奥氏体在冷却时的转变综述课件

1、4.2 奥氏体在冷却时的转变一、奥氏体在不同冷却方式下的转变二、过冷奥氏体等温转变曲线图(TTT或C曲线)三、过冷奥氏体转变产物的组织形态及其性能四、影响C曲线位置和形状的因素五、C曲线的意义和应用六、共析钢连续冷却转变CCT曲线简介4.2 奥氏体在冷却时的转变一、奥氏体在不同冷却方式下的转变按FeFe3C平衡相图进行平衡转变。（二）连续冷却转变奥氏体在一定冷速下进行的转变。冷速不同，得到的组织也不同，最终性能也不同。（一）极其缓慢冷却转变共析钢平衡组织为：亚共析钢平衡组织为：过共析钢平衡组织为：PF+PP+Fe3C（三）等温冷却转变 将A迅速过冷到A1以下某一温度，保温一定时间，使过冷奥氏体

2、在恒温下完成转变，然后再冷却到室温。过冷奥氏体在A1以下存在的尚未发生转 变的A。（一）C曲线的测定以共析钢为例，采用金相法测定。制样：把钢材制成151.5mm的圆片试样 （钻小孔，便于提取），分成若干组。2. 奥氏体化：取一组试样，在盐炉内加热使之 完全A化。3. 等温：将A化后的试样快速投入 A1 以下某一温 度的浴炉中进行等温转变，并开始计时。二、过冷奥氏体等温转变曲线图(TTT或C曲线)4. 记时：每隔一定时间取出一个试样，进行高温金相 组织观察。记录开始转变时间和转变终了时间。 将其余各组试样，用上述方法分别测出不同等温条件下A转变开始和终了时间，最后将所有转变开始时间点和终了时间点

3、标在温度时间(对数) 坐标上，并分别连接起来，即得C曲线。共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线图建立Ttt2tnt1（二）图形分析1.线、区说明（5线、6区）2.“孕育期”即转变开始线与纵坐标轴之间的距离。“鼻尖”处最短，既过冷A最易发生转变。3. 转变产物P、S、T、B下B上、M、AC曲线区域、转变产物及其性能M 转变P 转变B 转变 过冷A转变开始线过冷A转变终了线相变线M转变开始线M转变终了线P 5 25HRCS 25 35HRCT 3 5 40HRC上B 40 50HRC下B 50 60HRCM+A60 65HRC硬度强度增加塑性韧性下降性 能（一）珠光体转变(A1550)PF与Fe3C片层

4、相间排列的机械混合物，呈“贝壳状”根据片层厚度不同，可分以下三种：三、过冷奥氏体转变产物的组织形态及其性能1、 珠光体的组织形态及性能索氏体（S）屈氏体（T）珠光体（P）温度/ A相变层片间距HRC性能A1600 AP（珠光体） 0.60.8m500分清1020随片间距减小，强度、塑性韧性升高650600 AS（索氏体）0.25m1000分清2030600550 AT （屈氏体） 0.1m 5000分清3040珠光体转变的类型、特征及性能 AFe3CAFe3C2、珠光体的转变过程全扩散型转变通过Fe、C原子的扩散和A晶格的改组来实现。 通过形核 长大来实现 Fe3CAP A B上(550350

5、 )，光镜下呈羽毛状。 半扩散型转变碳原子扩散，铁原子不扩散。 电镜下可看到Fe3C以不连续的短杆状分布于许多平行而密集的 F 条之间。 塑变抗力低易发生脆断 ，故其强度和韧性较差，工业上不应用。 HRC=40451. 上贝氏体（二） 贝氏体转变550Ms（230）B上显微组织光镜照片B上转变过程示意图A晶界Fe3CFe3C上BB下 显微组织光镜照片 F针是过饱和的固溶强化 。电镜下Fe3C呈细短条状，沿着与的长轴相夹的方向分列成排，均匀分布在呈55 65角的F针内弥散强化。A B下350Ms（230），光镜下呈黑色针状。2. 下贝氏体强韧性好，硬度为5060HRC，是工业生产上追求的组织。可

6、采用等温淬火得到。B下 黑色针状A 白色块状M 灰色针状B下转变过程示意图碳化物碳化物碳化物下BM形态主要取决于高温A中的含碳量。即：WC%，淬火后组织中的M片，而M板条。当WC1.0%的钢淬火后组织几乎全是M片，当 WC Vk）。（3）在不断降温的条件下形成 降温中断M转变停止。（4）转变速度极快。 瞬间形核，瞬间长大。A中的C% 则 MS、Mf ，残余A含量。3. M转变的特点金属的实际结晶温度Tn总是低于平衡结晶温度T0，这一现象称为过冷现象，T0与Tn的差值T称为过冷度，。（6）产生很大内应力。奥氏体的碳含量对残余奥氏体量的影响奥氏体的碳含量对M转变温度的影响MsWc(%)00.20.

7、40.60.81.01.21.41.61.82.02001000100200300400500600700温度/Mf4. 冷处理 A会降低淬火钢的硬度和耐磨性，而且在使用过程中或长期存放时， A会发生转变，引起钢件尺寸精度的变化。冷处理在淬火后立即进行，他是淬火的继续。处理温度根据钢的Mf点决定，通常在 -50 -80。 1. 碳含量的影响碳钢C曲线的比较四、影响C曲线位置和形状的因素与共析钢相比： 各多一条过冷A先共析相（F或Fe3C）转变线。 亚（过）共析钢的C曲线左移； 亚（过）共析钢的Ms、Mf 线上（下）移。 A中含Co或WAl 2.5%时，C曲线向左移；其它溶入A的合金元素均会使C

8、曲线右移。 碳化物形成元素如Cr、W、Mo、V等存在使C曲线形状变化，变成两拐弯（如图5-16）。2. 合金元素的影响时间/s110102200400600800温度/时间/s0.5C2.2Cr时间/s110102200400600800温度/时间/s0.5C4.2Cr（P101图5-16）铬对C曲线的影响 Cr% ，C曲线的形状发生改变；使C曲线在鼻子处分开，形成（过冷A P和过冷A B）两个C曲线。加热温度、保温时间 3. 加热温度与保温时间加热温度保温时间原因：C曲线右移转变时形核率A稳定性A成分均匀未溶碳化物A晶粒尺寸晶界面积C曲线右移 五、C曲线的意义和应用 1. 反映了过冷度（T）与过冷A转变速度的关系。（一）意义 2. 反映了过冷A在不同T下的转变产物。（二）应用CCT曲线位于 TTT的右下方；CCT曲线中没有 AB 转变1. 在转变图上估计连续冷却转变产物退火正火淬火淬火水冷：V实 Vk M2. 马氏体淬火临界冷却速度油冷：V实VK（M）V实VK（M+T）淬火临界冷却速度:Vk 获得完全M组织的最小冷却速度或与转变开始线相切的冷却速度tmC曲线鼻尖处温度mC曲线鼻尖处时间例如：T8钢加热后tmm3. 确定工艺参数4. 确定冷处理工艺的温度等温退火分级淬火等温淬火f