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过冷奥氏体转变动力学过冷奥氏体转变动力学TTTTTT与与CCTCCT曲线曲线钢在热处置时的冷却方式钢在热处置时的冷却方式 热热加加保温保温时间温度临界温度临界温度延续冷却延续冷却等温冷却等温冷却1. 过冷奥氏体等温转变动力学图过冷奥氏体等温转变动力学图TTT图图 过过冷冷奥奥氏氏体体等等温温转转变变曲曲线线又又称称TTTTTT图图、ITIT图图或或C C曲曲线线。综综合合反反映映了了过过冷冷奥奥氏氏体体在在冷冷却却时时的的等等温温转转变变温温度度、等等温温时时间间和和转转变变量量之之间间的的关关系系即即反反映映了了过过冷冷奥奥氏氏体体在在不不同同的的过过冷冷度度下下等等温温转转变变的的转转变变开开场场时时间间、转转变变终终了了时时间间、转转变变产产物物类类型型、转转变变量量与与等等温温温温度度、等温时间的关系。等温时间的关系。 TTTTTTTemperature Temperature Time Time TransformationTransformation ITITIsothermal Isothermal TransformationTransformation1.1 过冷过冷A等温转变动力学图的根本方式等温转变动力学图的根本方式 一共析一共析钢的的C C曲曲线分析分析 1. 1.线、区的意、区的意义 线:纵坐坐标为温温度度,横横坐坐标为时间,临界界点点A1A1线,MSMS线,MfMf线,转变开开场线,转变终了了线。 区区:A1A1以以上上为稳定定A A区区,过冷冷A A区区,过冷冷A A等等温温转变区区APAP、ABAB , 转 变 产 物物 区区 P P、 B B , M M构构成成区区AMAM、M M转变产物物区区M M或或M+ArM+Ar 孕孕育育期期最最短短的的部部位位,即即转变开开场线的突出部分,称的突出部分,称为鼻子。鼻子。 共析碳共析碳钢 TTT 曲曲线的分析的分析稳定的奥氏体区定的奥氏体区过冷冷奥奥氏氏体体区区 A向向产产物物转变转变开开场线场线A向向产产物物转变终转变终止止线线 A +产 物物 区区产物物区区A1550;高温高温转变转变区区;分散型分散型转变转变;P 转变转变区。区。550230;中温中温转变转变区区;半分散型半分散型转变转变; 贝贝氏体氏体( B ) 转变转变区区;230 - 50;低温低温转转变变区区;非分散型非分散型转变转变;马马氏体氏体 ( M ) 转变转变区。区。时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度()0400A1MsMf 2. 转变产物依等温温度不同,大体可分为三个温度区: (1). P型转变:高温区临界点A1550、过冷度小,P型组织转变区,AP;分散型相变 (2).M型转变:低温区在MS以下、过冷度大,发生M转变的区域,AM;非分散型相变 (3).B型转变:中温区550MS,发生B转变的区域,AB。半分散型相变 需求指出的是,在中部区域P转变区和B转变区能够重叠,得到P和B的混合组织;在下部区域M转变和B转变能够重叠,得到M和B的混合组织;共析共析钢等温等温转变的的产物及形貌物及形貌 3.共析钢的过冷奥氏体等温转变动力学图为何呈“C字形? 过冷奥氏体等温转变速度受两个主要要素:驱动力Gv和原子的分散系数D。等温温度愈低,过冷度大,驱动力Gv大,等温转变速度越大;但等温温度愈低,分散系数D减小,原子分散才干下降,转变速度减小;这两个要素的作用是矛盾的。 1高温时,过冷度小,驱动力Gv小,分散系数D大,原子分散才干大,以驱动力Gv影响为主。 2低温时,过冷度大,驱动力Gv大,分散系数D小,原子分散才干小,以分散系数D影响为主。 上述两个要素综协作用的结果,在550是驱动力和原子的分散的作用都充分发扬,使孕育期最短,使TTT图呈“C字形。 综上所述, TTT图为珠光体等温转变、马氏体延续转变、贝氏体等温转变的综合。 二非共析钢的过冷A等温转变曲图与共析钢的A等温转变图不同的是: 对亚共析钢在发生P转变之前有先共析F析出,因此亚共析钢的过冷A等温转变曲线在左上角有一条先共析F析出线,且该线随含碳量添加向右下方挪动,直至消逝。 对过共析钢在发生P转变之前有先共析渗碳体析出,因此过共析钢的过冷A等温转变曲线在左上角有一条先共析渗碳体析出线,且随含碳量添加向左上方挪动,直至消逝。 亚共析钢亚共析钢C曲线曲线 亚共析钢的亚共析钢的TTTTTT曲线曲线 FAP + FS + FTBM + A残残A3时间时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度温度()0400A1MsMf过共析钢过共析钢C曲线曲线 过共析钢的过共析钢的TTTTTT曲线曲线P + Fe3CS + Fe3CTBM + A残残 Fe3CAACM时间时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度温度()0400A1MsMf 三合金钢的过冷A 等温转变曲线 合金钢的过冷A 等温转变曲线由于受碳和合金元素的影响,图形比较复杂。 常见的C曲线有四种外形: (a) 表示AP和AB转变线重叠; (b) 表示转变终了线出现的二个鼻子; (c) 表示转变终了线分开,珠光体转变的鼻尖离纵轴远; (d) 表示构成了二组独立的C曲线。 综上所述,C曲图为珠光体等温转变、马氏体延续转变、贝氏体等温转变的综合。需指出的是珠光体转变和贝氏体转变能够重叠得到珠光体加贝氏体混合组织。贝氏体转变与M转变也会叠。 1.2 影响过冷奥氏体影响过冷奥氏体C曲线外形的要素曲线外形的要素 lA A的成分:的成分:WcWc和合金元素和合金元素l奥奥氏氏体体形形状状:奥奥氏氏体体晶晶粒粒大大小小的的影影响响、加热温度和保温时间、原始组织加热温度和保温时间、原始组织l应力应力l塑性变形塑性变形 一A的成分 1.含碳量 含碳量不改动C曲线的外形但对珠光体转变、贝氏体转变的影响不同。 1对珠光体转变 非共析钢在发生珠光体转变之前有先共析相铁素体、渗碳体析出,因此非共析钢的过冷奥氏体等温转变C曲线在左上角有一条先共析相析出线,且先共析相析出线随含碳量的变化而挪动。 共析钢的C曲线最靠右,亚共析钢的C曲线随含碳量添加向右挪动;过共析钢的C曲线随含碳量添加向左挪动。 碳对C曲线的影响不如Me。 因此,共析钢的C曲线离纵轴最远,共析钢的过冷奥氏体最稳定。 奥氏体中含碳量的影响奥氏体中含碳量的影响:过共过共析钢析钢共析共析 钢钢亚共亚共析钢析钢时间温度A1非共析钢和共析钢的非共析钢和共析钢的TTT图比较图比较 缘由:缘由: 在在一一样样条条件件下下,随随亚亚共共析析钢钢中中碳碳含含量量添添加加,获获得得铁铁素素体体晶晶核核几几率率下下降降,铁铁素素体体长长大大时时需需分分散散去去的的碳碳量量增增大大,分分散散的的间间隔隔增增大大,先先共共析析铁铁素素体体析析出出的的孕孕育育期期增增长长,铁铁素素体体析析出出速速度度下下降降;普普通通以以为为铁铁素素体体析析出出有有利利与与珠珠光光体体转转变变,而而珠珠光光体体的的析析出出在在铁铁素素体体之之后后,铁铁素素体体析析出出速速度度减减慢慢,珠珠光光体体的的析析出速度也减慢,出速度也减慢,C C曲线向右挪动。曲线向右挪动。 在在过过共共析析钢钢中中,假假设设在在Ac1Ac1AccmAccm之之间间加加热热,随随碳碳含含量量添添加加,奥奥氏氏体体中中碳碳含含量量不不变变,未未溶溶的的渗渗碳碳体体的的量量添添加加,未未溶溶的的渗渗碳碳体体有有促促进进珠珠光光体体形形核核的的作作用用,降降低低了了奥奥氏氏体体的的稳稳定定性性,C C曲曲线线向向左左挪挪动动。假假设设在在AccmAccm以以上上加加热热,随随碳碳含含量量添添加加,奥奥氏氏体体中中碳碳含含量量添添加加,获获得得渗渗碳碳体体晶晶核核几几率率添添加加,先先共共析析渗渗碳碳体体与与珠珠光光体体孕孕育育期期缩缩短短,析析出出速速度度添添加加,转转变变速速度度添添加加。这这是是由由于于随随碳碳量量添添加加,珠珠光光体体的的构构成成是是在在渗渗碳碳体体之之后后,故故也也加加快快。C C曲线向左挪动。曲线向左挪动。 2对贝氏体转变 贝氏体长大速度是受碳分散控制碳在铁素体内的脱溶。这是由于贝氏体转变时领先相为铁素体,随奥氏体中碳含量的添加,获得铁素体晶核几率下降。铁素体长大时,转变时需分散的原子量添加,贝氏体转变之前铁素体转变速度下降,贝氏体转变也减慢,C曲线右移。 3对马氏体转变 碳含量Wc添加,Ms下降、Mf下降;Ms和Mf下降不一致。Wc0.6%,Mf比Ms下降得快。 碳含量添加, Wc0.2%,Ms直线下降。 Wc0.6%,Mf下降缓慢,Mf0低于室温。 2.合金元素 假设碳化物全部溶入奥氏体,除Co、Al以外,大多数合金元素总是不同程度地延缓珠光体和贝氏体相变,这是由于它们溶入奥氏体后,增大奥氏体稳定性,从而使C曲线右移。其中碳化物构成元素的影响最为显著。假设碳化物构成元素未能溶入奥氏体,而是以残存未溶碳化物微粒方式存在,那么将起相反作用,使C曲线左移。 假设碳化物全部溶入奥氏体,除Co、Al外,大多数合金元素总是不同程度地降低马氏体转变温Ms、Mf,并添加剩余奥氏体量。 合金元素合金元素合金元素合金元素对对C C曲曲曲曲线线影响可分影响可分影响可分影响可分为为两大两大两大两大类类: 1 1非或弱碳化物构成元素:主要有非或弱碳化物构成元素:主要有非或弱碳化物构成元素:主要有非或弱碳化物构成元素:主要有CoCo、NiNi、MnMn、CuCu、SiSi、B B等。等。等。等。这类这类元素元素元素元素 除除除除CoCo外使外使外使外使C C曲曲曲曲线线右移,右移,右移,右移,但但但但对对C C曲曲曲曲线线的外形影响不大。的外形影响不大。的外形影响不大。的外形影响不大。 2 2碳化物构成元素:主要有碳化物构成元素:主要有碳化物构成元素:主要有碳化物构成元素:主要有CrCr、MoMo、WW、V V、TiTi、NbNb等。等。等。等。这类这类元素溶入奥氏体,从而使元素溶入奥氏体,从而使元素溶入奥氏体,从而使元素溶入奥氏体,从而使C C曲曲曲曲线线右右右右移,且改移,且改移,且改移,且改动动C C曲曲曲曲线线的外形和位置,使珠光体的外形和位置,使珠光体的外形和位置,使珠光体的外形和位置,使珠光体转变转变的的的的C C曲曲曲曲线线移向高温、移向高温、移向高温、移向高温、贝贝氏体氏体氏体氏体转变转变的的的的C C曲曲曲曲线线移向低温,从而移向低温,从而移向低温,从而移向低温,从而C C曲曲曲曲线线分分分分别别成上下两部分,呈成上下两部分,呈成上下两部分,呈成上下两部分,呈现现双双双双C C曲曲曲曲线线的特征。合的特征。合的特征。合的特征。合金元素金元素金元素金元素对贝对贝氏体氏体氏体氏体转变转变与与与与对对珠光体珠光体珠光体珠光体转变转变的影响有所不的影响有所不的影响有所不的影响有所不同。同。同。同。 合金元素的影响合金元素的影响: 除除Co、Al (2.5% ) 外外,一切合金元一切合金元 素溶入奥氏体中素溶入奥氏体中,会引起会引起:向右移向右移向向下下移移MsA1A1Ms含含Cr合金钢合金钢 1对珠光体转变 除Co、Al以外,大多数合金元素是延缓P转变。合金元素对P转变动力学影响的缘由:合金元素的自分散、对碳的分散、改动了AF转变速度、改动了临界点、对奥氏体/F界面的拖拽作用。在这些合金元素中Mo的影响最为剧烈,W为Mo的影响一半,Cr、Mn、Ni明显提高过冷A的稳定性,Si、Al稍有提高过冷A体的稳定性,Co减小过冷A的稳定性。 2对马氏体转变 除Co、Al以外,大多数合金元素使Ms 、Mf下降。化学成分对Ms点的影响的缘由:1、改动了T0;2、改动了奥氏体的强度。 3对贝氏体转变 除Co、Al以外,大多数合金元素是延缓B转变,这是由于它们溶入A后,增大其稳定性,从而使C曲线右移。但它们的作用不如碳显著。合金元素对B转变动力学影响的缘由:1合金元素影响碳在A和F中分散;改动了AF转变速度;改动了BS点;影响在一定温度下的相间自在能差,影响驱动力。强碳化物构成元素减缓B转变速度。 二奥氏体形状 1. 奥氏体晶粒大小的影响 奥氏体晶粒度添加,晶粒愈细,晶界面积增多,使晶界形核的珠光体易于形核,有利于珠光体转变发生,C曲线左移;虽然使贝氏体转变速度添加,C曲线左移。但对晶内形核的贝氏体转变影响不如珠光体转变大。对马氏体转变奥氏体晶粒长大,缺陷减少及奥氏体均匀化。马氏体构成的阻力减小,Ms升高。 2.加热温度和保温时间 加热温度和保温时间主要是经过改动奥氏体成分和形状来影响珠光体转变和贝氏体转变。由于奥氏体成分不一定是钢的成分,所以加热温度和保温时间不同,得到的奥氏体也不一样,必然对随后的冷却转变起影响。 3.原始组织 主要影响奥氏体成分均匀性。原始组织愈细,加热后奥氏体均匀化快,奥氏体成分愈均匀,随之冷却后珠光体转变和贝氏体转变的形核率下降,长大减慢,C曲线右移。 原始组织愈粗,奥氏体成分不均匀,促进奥氏体分解,C曲线左移。 1对珠光体转变 提高奥氏体化加热温度和保温时间,一使奥氏体晶粒长大,晶界面积减少,珠光体形核位置减少,使珠光体难于形核,C曲线右移;二使奥氏体均匀化程度高,浓度梯度下降,形核长大减慢,C曲线右移。所以一定要指明成分,晶粒度及奥氏体化温度,才可查得相应的C曲线。 当奥氏体化温度下降,保温时间缩短, 奥氏体成分不均匀,晶粒减小,晶界面积添加,珠光体形核位置添加,形核率添加,C曲线左移。 上述二种影响,当珠光体转变是在高温时更为猛烈。 2对马氏体转变 加热温度和保温时间的影响是两方面的。提高奥氏体化加热温度和保温时间,奥氏体晶粒长大,缺陷减少及奥氏体均匀化。马氏体构成的阻力减小,Ms升高。提高奥氏体化加热温度和保温时间,有利于碳和合金元素溶入奥氏体中。Ms下降。假设排除化学成分的影响,提高奥氏体化加热温度和保温时间,使MS升高。3对贝氏体转变 奥氏体化温度越高,奥氏体成分均匀化程度高,减缓碳的再分配;同时奥氏体晶粒越大,贝氏体转变的孕育期越长,贝氏体转变的速度减慢,C曲线右移。 三塑性三塑性变形形 塑塑性性变形形加加速速珠珠光光体体转变,C曲曲线左左移移。但但对贝氏氏体体转变在在高高温温8001000进展展塑塑性性变形形,贝氏氏体体转变的的孕孕育育期期越越长,贝氏氏体体转变的的速速度度减减慢慢,转变的的不不完完全全性性增增大大,C曲曲线右右移移;在在BS点点低低温温亚稳的的奥奥氏氏体体区区进展展塑塑性性变形形加加速速贝氏体氏体转变,C曲曲线左移。左移。 对马氏氏体体转变来来说,假假设在在Ms以以上上某某一一温温度度范范围内内经塑塑性性变形形会会促促进奥奥氏氏体体在在该温温度度下下向向马氏氏体体转变,使使Ms升升高高,产生生应变诱发马氏氏体体。假假设在在MsMf温温度度范范围内内的的某某一一温温度度进展展塑塑性性变形形也也会会促促进奥奥氏氏体体在在该温温度度下下向向马氏氏体体转变。假假设在在Md以以上上某某一一温温度度范范围内内经塑塑性性变形形不不会会产生生应变诱发马氏体氏体 四应力 在奥氏体形状下施加拉应力或单向压应力,促进奥氏体分解,珠光体转变和贝氏体转变加快,C曲线左移,Ms升高。在奥氏体形状下施加多向压应力,减慢奥氏体分解,珠光体转变和贝氏体转变减慢,C曲线右移,Ms下降。 综上所述,过冷奥氏体等温转变曲线的外形和位置受上述多种要素的影响,因此在运用时必需留意其标明的实验条件,包括钢的成分包括微量元素、奥氏体化条件、外界条件等。 1.3 C曲线测定方法曲线测定方法 TTT图的建立是在等温冷却条件下,利用过冷奥氏体等温转变产物的组织形状和物理性质的变化,经过实验的方法绘制的。 常见测定方法有: 金相法; 硬度法; 膨胀法; 磁性法及电阻法等 以以金金相相法法为为例例引引见见共共析析钢钢过过冷冷奥奥氏氏体体等等温温转转变变曲线的建立。曲线的建立。 金金相相法法法法是是将将金金相相法法和和硬硬度度法法结结合合在在一一同同的的方方法法,其其原原理理是是利利用用金金相相显显微微镜镜直直接接察察看看过过冷冷奥奥氏氏体体在在不不同同等等温温温温度度下下进进展展等等温温转转变变的的产产物物的的组组织织形形状状和和数数量量,并并丈丈量量转转变变产产物物的的硬硬度度,根根据据组组织织的的变变化化和和硬硬度度的的差差别别来来确确定定过过冷冷奥奥氏氏体体等等温温转转变变的的转转变变开开场场时时间间和和转转变变终终了了时时间间。在在温温度度、时时间坐标上绘制间坐标上绘制C曲线。曲线。 共析碳钢共析碳钢 TTT 曲线建立过程表示图曲线建立过程表示图时间时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度温度()0400A1共析碳钢共析碳钢 TTT 曲线建立过程表示图曲线建立过程表示图 金相法硬度法其金相法硬度法其过程如下:程如下: 将将共共析析钢加加工工成成10-15mm、厚厚1.5 mm圆片片状状试样,并并分分成成假假设干干组,每每次次取取一一组试样,在在盐浴浴炉炉内内加加热使使之之奥奥氏氏体体化化后后,置置于于一一定定温温度度的的恒恒温温盐浴浴槽槽中中进展展等等温温转变,停停留留不不同同时间之之后后,逐逐个个取取出出并并快快速速浸浸入入盐水水中中,使使等等温温过程程中中未未分分解解的的奥奥氏氏体体转变为新新相相马氏氏体体。那那么么淬淬火火后后得得到到的的马氏氏体体量量即即等等温温过程程中中未未及及转变的的奥奥氏氏体体量量。将将各各试样经制制备后后进展展组织察察看看。马氏氏体体在在显微微镜下下呈呈白白亮亮色色。可可见,白白亮亮的的马氏氏体体数数量量就就等等于于未未转变的的过冷冷奥奥氏氏体体数数量量。当当在在显微微镜下下发现某某一一试样刚出出现灰灰黑黑色色产物物珠珠光光体体普普通通为99.5%马氏氏体体时,所所对应的的等等温温时间即即为过冷冷奥奥氏氏体体转变开开场时间,到到某某一一试样中中无无白白亮亮马氏氏体体普普通通为0.5%马氏氏体体时,所所对应的的时间即即为转变终了了时间。用用上上述述方方法法分分别测定定不不同同等等温温条条件件下下奥奥氏氏体体转变开开场和和终了了时间。 同同时时,在在等等温温转转变变停停留留不不同同时时间间之之后后,逐逐个个取取出出并并快快速速淬淬入入盐盐水水中中,当当奥奥氏氏体体未未发发生生等等温温转转变变时时,淬淬入入盐盐水水后后奥奥氏氏体体全全部部转转变变为为马马氏氏体体,硬硬度度值值高高,为为一一定定值值;当当奥奥氏氏体体发发生生部部分分等等温温转转变变时时,淬淬入入盐盐水水后后组组织织为为马马氏氏体体与与珠珠光光体体或或贝贝氏氏体体的的混混合合组组织织,硬硬度度值值下下降降且且随随等等温温转转变变产产物物量量增增多多而而不不断断下下降降,直直至至转转变变完完了了,硬硬度度值值趋趋于于一一定定值值;即即当当奥奥氏氏体体全全部部发发生生等等温温转转变变时时,淬淬入入盐盐水水后后组组织织为为珠珠光光体体或或贝贝氏氏体体的的组组织织,硬硬度度值值低低,也也为为一一定定值值;硬硬度度开开场场明明显显下下降降所所对对应应的的等等温温时时间间即即为为过过冷冷奥奥氏氏体体转转变变开开场场时时间间,硬硬度度开开场场坚坚持持不不变变所所对对应应的的时时间间即即为为转转变变终终了了时时间间。用用上述方法分别测定不同等温条件下奥氏体转变开场和终了时间。上述方法分别测定不同等温条件下奥氏体转变开场和终了时间。 最最后后将将一一切切转转变变开开场场和和终终了了点点标标在在温温度度、时时间间坐坐标标上上,并并分分别别衔衔接接起起来来,即即得得到到过过冷冷奥奥氏氏体体等等温温转转变变曲曲线线,如如图图6-4。实实验验阐阐明明,当当过过冷冷奥奥氏氏体体快快速速冷冷至至不不同同的的温温度度区区间间进进展展等等温温转转变变时时,能能够够得得到到如如下下不不同同的的产物及组织。产物及组织。 图的下部的图的下部的MS点、点、Mf点也由实验的方法测定。点也由实验的方法测定。1.4 C曲线的运用曲线的运用 1.等温淬火 将加热到淬火温度的零件淬入350至MS点之间的恒温槽中,长时间等温,可得到下贝氏体; 2.等温退火 用于合金钢锻、铸件,以消除冷却时构成的宏大应力。操作时将零件加热到完全退火的高温区域,再冷却到AP区域等温,使发生P转变。 3.形变热处置 形变热处置将合金钢加热到两条C曲线中间的A稳定区域变形,可提高缺陷密度及资料强度。 4.定性解释延续冷却的奥氏体转变过程 稳定的奥氏体区稳定的奥氏体区时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度()0400A1MsMf延续冷却过程中延续冷却过程中 TTT 曲线的分析曲线的分析V1V2VkV3V4V1 = 5.5/s :炉冷炉冷 ; PV2 = 20/s :空冷空冷 ; SV3 = 33/s :油冷油冷;T+M+A残残V4 /s :水冷水冷 ; M+A残残共析钢过冷奥氏体等温转变曲线在延续冷共析钢过冷奥氏体等温转变曲线在延续冷却中的运用却中的运用2 过冷奥氏体延续转变动力学图过冷奥氏体延续转变动力学图 过过冷冷奥奥氏氏体体延延续续冷冷却却转转变变图图又又称称CCT图图或或CT图图:综综合合反反映映了了过过冷冷奥奥氏氏体体在在延延续续冷冷却却时时的的转转变变温温度度、时时间间和和转转变变量量之之间间的的关关系系即即反反映映了了过过冷冷奥奥氏氏体体在在不不同同的的冷冷却却速速度度下下转转变变的的转转变变开开场场时时间间、转转变变终终了了时时间间、转转变变产产物物类类型型、转转变变量量与与转转变变温温度度、转变时间的关系。转变时间的关系。 CCTContinuous Cooling Transformation 2.1 过冷奥氏体延续转变动力学图的根本方式过冷奥氏体延续转变动力学图的根本方式 一共析钢CCT图分析 共析钢过冷奥氏体延续转变动力学图的根本方式如图,该图的纵坐标为温度,横坐标为时间,采用对数坐标。 1.线、区的意义 线:纵坐标为温度,横坐标为时间,A1线,MS、Mf线、P转变开场线,P转变终了线,P转变中止线。 区:稳定A区,过冷A区,过冷A延续冷却P转变区AP,M构成区AM、转变产物区P、M。 留意:共析钢的过冷奥氏体延续冷却转变图无贝氏体转变 2.在不同的冷却速度下A发生的转变 随冷却速度添加,A发生以下转变: 1VVC,AP全部 2VCVVC ,AM全部 留意:VC和VC为临界冷却速度, 上临界冷却速度 VC 下临界冷却速度 VC 共析碳钢共析碳钢 TTT 曲线与曲线与CCT曲线的比较曲线的比较稳定的奥氏体区稳定的奥氏体区时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度()0400A1MsMfCCT曲线曲线TTT曲线曲线 (二非共析钢二非共析钢CCT图分析图分析 1. 亚共析钢亚共析钢CCT图图 亚亚共共析析钢钢CCT图图与与共共析析钢钢CCT图图有有很很大大的的差差别别,亚亚共共析析钢钢CCT图图出出现现了了先先共共析析F析析出出区区和和贝贝氏氏体体转转变变区区。马马氏氏体体转转变变开开场场线线与与等等温温转转变变动动力力学学图图不不同同,MS不不再再为为程程度度线线,而而是是向向右右下下侧侧倾倾斜斜,这这是是由由于于珠珠光光体体与与贝贝氏氏体体的的转转化化,使使奥奥氏氏体体得得到到富富化化,而而使使MS降低的缘故。降低的缘故。 35CrMo钢钢的的过过冷冷奥奥氏氏体体延延续续转转变变动动力力学学图图。图图内内有各种产物存在的区域和各种速度的冷却曲线。有各种产物存在的区域和各种速度的冷却曲线。 冷冷却却曲曲线线终终端端的的小小圆圆圈圈内内数数字字为为转转变变产产物物的的硬硬度度值值,可为洛氏硬度或维氏硬度。可为洛氏硬度或维氏硬度。 冷冷却却曲曲线线与与转转变变终终了了线线交交点点处处的的数数字字为为该该产产物物所所占占的的百百分分数数。根根据据各各冷冷却却曲曲线线经经过过的的区区域域及及其其与与转转变变终终了了线线交交点点处处的的数数字字,就就可可断断定定在在该该冷冷速速下下冷冷却却可可得到的转变产物及其所占的百分数。得到的转变产物及其所占的百分数。 45钢的钢的CCT图图 2. 过共析钢CCT图 过共析钢CCT图与共析钢CCT图类似,无贝氏体转变区,不同的是出现了先共析Fe3C析出区。MS也不为程度线,而是向右上侧倾斜,这是由于马氏体转变前有先共析Fe3C析出或部分珠光体转变,使周围奥氏体贫碳,而使MS升高的缘故。 3. CCT图的类型图的类型 合合金金钢钢的的延延续续转转变变动动力力学学图图由由于于受受碳碳和和合合金金元元素素的的影影响响,图图形形比比较较复复杂杂。常常见见的的等等温温动动力力学学图图和和延延续续转转变变动动力力学学图图请请参参考考专门的图册。专门的图册。 延延续续转转变变动动力力学学图图与与奥奥氏氏体体化化条条件件(温温度度、时时间间)有有关关,与与奥奥氏氏体体晶晶粒粒度度有有关关,缘缘由由同同等等温温转转变变类类似似。不不同同的的冷冷却却速速度度可可得得到到不同产物不同产物 2.3 过冷奥氏体延续转变动力学图的测定过冷奥氏体延续转变动力学图的测定 CCT图的建立是在延续冷却条件下,利用过冷图的建立是在延续冷却条件下,利用过冷奥氏体延续冷却转变过程中的组织形状和物理性质奥氏体延续冷却转变过程中的组织形状和物理性质的变化,经过实验的方法绘制的。但测定的困难,的变化,经过实验的方法绘制的。但测定的困难,缘由:维持恒定冷速困难;各种组织的准确定量困缘由:维持恒定冷速困难;各种组织的准确定量困难;冷却过程中时间、温度的准确丈量困难。难;冷却过程中时间、温度的准确丈量困难。 测定方法有:测定方法有: 金相硬度法、金相硬度法、 膨胀法、端淬法及膨胀法、端淬法及磁性法等。磁性法等。 以金相硬度法测定以金相硬度法测定CCT图的方法如下图的方法如下: 为获得恒定冷速,采用一组高度和内径为获得恒定冷速,采用一组高度和内径一样而外径各不一样的套。将一组高度和外一样而外径各不一样的套。将一组高度和外径与上述的套相匹配的试样,放入套中,经径与上述的套相匹配的试样,放入套中,经奥氏体化后冷却。在同一种介质中,外径不奥氏体化后冷却。在同一种介质中,外径不同的套中的试样有不同的冷却速度,这样就同的套中的试样有不同的冷却速度,这样就可以得到以不同恒速冷却的一组试样。经一可以得到以不同恒速冷却的一组试样。经一定时间冷却后淬入盐水中,自套中取出试样,定时间冷却后淬入盐水中,自套中取出试样,测定硬度和察看组织,就可得到不同途径下测定硬度和察看组织,就可得到不同途径下转变的开场点和终了点。将这些点连起来就转变的开场点和终了点。将这些点连起来就构成了构成了CCT图。图。 过冷奥氏体延续转变动力学图的测定过冷奥氏体延续转变动力学图的测定内 容P 转 变B 转 变M 转 变转变T上限T)A1A1550550A1A1550MsBsMsMfMs构成过程形核与长大形核与长大形核与长大领先相F 或 Fe3CF无能否有孕育期?有有无形核部位晶界晶界、晶内晶体缺陷转变速度慢快极快切变共格性、浮凸效应无有有C原子分散有有无Fe与Me原子有无无等温转变的完全性完全可以完全、不完全不完全转变产物及组成PF +Fe3CB F +Cem M(单相转变产物形状片状羽毛、针叶状板条、片状转变产物的硬度低中高
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