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钢的热处理 西北工业大学 第6章 钢的过冷奥氏体转变图

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过冷奥氏体等温冷却转变曲线

过冷奥氏体等温冷却转变曲线

过冷奥氏体等温冷却转变曲线概述●冷却是钢热处理时的最关键工序，冷却工艺不同可造成钢的热处理组织和性能有巨大差异，合理制订热处理工艺需要准确的理论依据。

●奥氏体的等温冷却转变曲线是冷却工艺的理论依据。

●实验研究建立奥氏体的等温冷却转变曲线的方法是本学科典型的研究方法之一。

内容1.引言2.过冷奥氏体等温冷却转变曲线的建立3.过冷奥氏体等温冷却转变曲线分析重点难点1.引言2.过冷奥氏体等温冷却转变曲线的建立•3.过冷奥氏体等温冷却转变曲线分析目标掌握建立过冷奥氏体等温冷却曲线图的实验方法；掌握过冷奥氏体转变中的相变驱动力及原子扩理解热处理工艺的全过程及关键；能利用过冷奥氏体等温转变曲线分析钢在热处理过程中的各种组织变化。

初步形成实验研究解决具体问题的思维模式，具备一定的实验设计能力。

知识目标能力目标素质目标学情分析●授课对象为大学二年级第一学期或二年级第二学期的工科专业学生。

●学生对奥氏体在温度变化过程中的转变的认识往往还停留在铁碳相图这一阶段。

同时实验条件的不足使得用实验方法建立过冷奥氏体等温冷却转变曲线只能通过课堂讲授来理解，这对课程学习均产生不利影响。

设计●主要采用讲授法教学，合理引导学生兴趣，提高课堂教学效率，采用线图、表格、金相照片等多种总结手段对比、归纳进行教学。

●精心设计课堂引言，动学生积极性，交代清楚本课堂要讲授和讨论的问题。

●注意讲授法和其他多种教学方法的有机结合。

过冷奥氏体的等温冷却转变曲线热处理的三个步骤：-Step1.加热-Step2.保温-Step3.冷却图1-1 两种不同的热处理工艺-1.连续冷却转变-2.等温冷却转变-Step1.加热到高于A1的某个温度。

-Step2.在高于A1的某个温度长时间保温。

-Step3.以不同的冷却速度和方式冷却，其目的为获得不同的组织，使得钢具有不同的性能。

-Step1+Step2=奥氏体化-Step3 则是热处理的关键步骤1. 引言奥氏体转变为珠光体？Step1+Step2=奥氏体化获得微观组织: 均匀、稳定的奥氏体组织Step3.当温度降低到低于723℃时:1.稳定奥氏体→ 不稳定奥氏体2.然后，不稳定奥氏体→?(unknow)2.1. ?=珠光体可以！这从相图中也可以直接看出2.2. ?=暂时未知图1-2. 简化铁碳合金相图●等温热处理试验◆共析钢等温热处理实验步骤：Step1.加热；Step2.保温；Step3.淬火；Step4.盐浴保温；Step5.淬火；2134562. 过冷奥氏体等温冷却转变曲线的建立◆步骤Step1.加热Step2.保温Step3.淬火Step4.盐浴Step5.淬火Step6.观察微观组织◆目的1+2.奥氏体化，获得均匀稳定的奥氏体组织；3.迅速降温至低于A1线的某个温度；4.在3步所给定的温度下盐浴保温；5.淬火以保留4步所获得的热处理微观组织；6.观察区分第5步所获得5506502s5s10s30s40s过冷奥氏体+珠光体过冷奥氏体+珠光体过冷奥氏体+珠光体珠光体过冷奥氏体过冷奥氏体+托氏体过冷奥氏体+托氏体托氏体在不同温度下保温将获得不同的组织；如图，从上至下依次为：珠光体（P）；索氏体（S）；托氏体（T）；上贝氏体（B上）；下贝氏体（B下）；马氏体（M）；过冷奥氏体等温冷却转变曲线每一种组织在不同的温度下都有转变的开始和终了点，将开始点和终了点依次相连就得到了过冷奥氏体等温冷却转变曲线。

过冷奥氏体转变图

过冷奥氏体转变图

现象：
大型锻件在淬火时，如果在空气中停留时间比较长，或在具 有较长蒸汽膜覆盖期的油中冷却后，钢钢件的表面硬度会低 于心部硬度，即出现逆硬化。
解释：
在钢件表面，由于在空气中预冷（从临界点A1到P点），空 冷冷速（β）低于淬火冷速（α），当继续以淬火冷速（α） 冷却到 TR’ 温度时，孕育期消耗量已超过1，从而发生部分 珠光体相变，使淬火后的表面硬度下降。而在钢件内部，从 A1点到 TR’ 温度，一直以淬火冷速（α）冷却，孕育期消耗 量小于1，未发生珠光体相变，全部淬成马氏体组织，所以 硬度反而比表面高。
6. 在Ms点以上不出现C曲线，但可能有碳化 物析出的C形曲线。 奥氏体钢
§6.3 影响C曲线的因素
（1）碳含量 亚共析钢中，随碳含量的上升, C曲线右移； 过共析钢中，随碳含量的上升，C曲线左移。 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。
（2）合金元素 除Co、Al以外，合金元素均使C曲线右移，即 增加过冷奥氏体的稳定性，具体影响见图 6-4 。 （3）加热条件 奥氏体化温度越高，保温时间越长，则形成的 奥氏体晶粒越粗大，成分也越均匀，同时也有 利于难溶碳化物的溶解。所有这些都降低奥氏 体分解时的形核率，增加奥氏体的稳定性，使 C曲线右移。
4. 只有贝氏体转变的C曲线 含碳量低（＜0.25%）而含Mn、Cr、Ni、 W、Mo量高的钢。 如：18Cr2Ni4WA、18Cr2Ni4MoA 扩散型的珠光体转变受到极大阻碍，只出 现贝氏体转变的C曲线。
5. 只有珠光体转变的C曲线 中碳高铬钢 3Cr13、3Cr13Si、4Cr13等
3. Vc的工程意义 （1）代表钢接受淬火的能力； （2）决定钢件淬透层深度的主要因素 （3）合理选用钢材和正确制定热处理工艺 的重要依据之一。 4. Vc的影响因素 CCT图左移的因素 增大Vc CCT图右移的因素 减小Vc

Microsoft PowerPoint - 2 钢的热处理-钢的过冷奥氏体转变图

Microsoft PowerPoint - 2 钢的热处理-钢的过冷奥氏体转变图

共析钢
快速膨胀仪: 如Gleeble系列热模拟试验机 THERMECMASTOR-Z热模拟机
n 孕育期 Incubation Period 转变开 始线与纵坐标轴之 间的距 离，表示在各不同 温度下 过冷奥氏体等温分 解所需的准备时间。 n 鼻子----C 曲线上 转变开始线的突出 部，孕育期最短的部位。 n 转变开始、终了线 从S曲线(a)到C曲线(b)
亚共析钢C曲线
温度 (℃) 800 700 600 500 400 300 Ms 200 100 0 Mf -100 0 1
亚共析钢的TTT曲线
A3 F A A1 P+F S+F T B
M + A残
10
102
103
104
时间(s)
过共析钢C曲线
温度 (℃) 800 700 600 500 400 300 Ms 200 100 0 Mf -100 0 1
l C 共析钢的C曲线离纵轴最远， 共析钢的过冷奥氏体最稳定。
l Ti、V、Nb、W 、Mo等 强和中强碳化物形成元素 强烈推迟珠光体转变，对贝氏体 转变的推迟作用较小；使珠光体 最大转变温度升高，降低贝氏体 最大转变温度。在TTT或CCT曲 线上明显出现珠光体和贝氏体两 条C曲线。
l Cr、Mn弱碳化物形成元素 推迟珠光体转变和贝氏体转变， 但推迟贝氏体转变更显著。
鼻子
孕育期
转变开始
转变终了
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因素：驱动力△Gv和原子的扩 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，扩散系数D减小，原子扩散能力下降，转变速度 减小；这两个因素的作用是矛盾的。 （1）高温时，过冷度小，驱动力△Gv小，扩散系数D大，原子扩散能 力大，以驱动力△Gv影响为主。 （2）低温时，过冷度大，驱动力△Gv大，扩散系数D小，原子扩散能 力小，以扩散系数D影响为主。 上述两个因素综合作用的结果，在550℃是驱动力和原子的扩散的作 用都充分发挥，使孕育期最短，使TTT图呈“C”字形。

第六章 钢的热处理作业题答案

第六章 钢的热处理作业题答案

精磨
油煮 定性
超精磨
油煮 定性
研配
第五章 作业题答案-11
⑸：用65Mn钢制作直径为5mm的某弹簧，要求高
弹性（HRC38～40），回火屈氏体组织。
解： 根据性能需要特点，有如下三种工艺可选择：
下料
冷拔（三次、变形量达50%）
加热（Ac3以上）+铅浴等温（ 450～550℃ ）
冷拔至尺寸（多次） 冷卷成型
第五章 作业题答案-13
6：画出共析钢C曲线与CCT曲线，为获得下列组织 (试用图示并说明应采用什么冷却方式？)
⑴：S+P。 ⑵：T+M。 ⑶：全部B下。 ⑷：M+AR。 ⑸： B下+ M+A作业题-4
7：试确定下列材料制造的工件，热处理加热温度、 冷却方式或介质，并说明确定的原因， 退火。
解： 原因
高频表面 加热： 冷却介质
表面T＞850℃，心部T接近室温 喷水。
加热温度保证表面充分奥氏体化（晶粒又不致粗 化），心部保持原始组织；喷水冷却速度大能获得隐 晶马氏体组织。
第五章 作业题答案-13
⑶： T10钢某冲头球化。（注： T10钢的Ac1=730℃）
解： 加热温度： ： T=760℃
2：比较下列组织与性能： ⑴：粒状珠光体与片状珠光体。 ⑵：上贝氏体B上与下贝氏体B下。 ⑶：板条状马氏体M板与片状马氏体M片。 ⑷：索氏体S与回火索氏体S回。
解： ⑴：粒状珠光体与片状珠光体。
粒状珠光体渗碳体呈球粒状，片状珠光体渗 碳体呈片状；粒状珠光体强度、硬度低于片状珠 光体，但塑性优于片状珠光体。
⑷：索氏体S与回火索氏体S回。
索氏体S渗碳体呈片状，回火索氏体S回 渗碳体呈球粒状

第六章第三节钢在冷却时的转变_工程材料

第六章第三节钢在冷却时的转变_工程材料

§6-3 钢在冷却时的转变一、过冷奥氏体等温冷却转变曲线1、过冷奥氏体等温冷却转变曲线建立以共析钢为例：取尺寸相同的T8钢试样，A化后，迅速冷却到A1以下不同温度保温，进行等温转变，测出转变的开始点与转变结束点。

将开始点与结束点分别连接起来，就得到奥氏体等温转变曲线。

该曲线称为TTT图（Time Temperature TransformationDiagram）或C曲线。

2、孕育期：转变开始线与纵坐标轴之间的距离。

孕育期越短，过冷奥氏体越不稳定，转变越快。

孕育期最短处称为鼻温3、影响C曲线的因素A的成分越均匀，晶粒越粗，其稳定性越高，C曲线右移；A含碳量越高，稳定性越高，C曲线右移，共析钢C曲线最靠右；合金元素，除Co外所有合金元素均使C曲线右移，并使C曲线改变形状。

二、共析钢过冷奥氏体的转变产物及性能、珠光体型转变（P）转变温度：A1～鼻温（550℃）之间（高温转变）转变规律：是通过碳、铁的扩散完成转变。

铁原子重新排列由fcc bcc,碳从铁中扩散出，形成转变产物：珠光体型组织铁素体和渗碳体的机械混合物产物形态：渗碳体呈层片状分布在铁素体基体上，转变温度越低，层间距越小。

珠光体型组织按层间距大小分为珠光体(P)、索氏体(S)和屈氏体(T)珠光体3800×索氏体8000×屈氏体8000×2、贝氏体型转变（B）转变温度：鼻温（550℃）～Ms之间（中温转变）转变规律：半扩散型转变，铁原子不扩散，只能做微小的位置调整，由fcc→bcc。

碳原子有一定扩散能力，部分碳原子从铁中扩散出来，形成碳化物。

转变产物：贝氏体型组织，渗碳体分布在过饱和的铁素体基体上的两相混合物。

上贝氏体（B上）：550℃～350℃之间形成形态：呈羽毛状, 小片状的渗碳体分布在成排的铁素体片之间。

光学显微照片1300×电子显微照片5000×上贝氏体性能：铁素体片较宽，塑性变形抗力较低；渗碳体分布在铁素体片之间，容易引起脆断，因此强度和韧性都较差。

第6章 钢的热处理

第6章 钢的热处理
加工性能；节省金属降低成本。 4 热处理分类
保温
普通热处理
退火、正火、淬火、回火。
表面淬火
表面热处理
时间
化学热处理
预备热处理、最终热处理 毛坯成型 → 预备热处理 → 机械加工（粗加工）→ 最终热处理 → 精加工
5 状态图中三条重要线及加热和冷却速度对线的位置的影响
A3 A1 0 0.77 2.11 4.3 6.69
硬度650HB，塑性和韧性差
原因：碳过饱和程度大，晶格畸变大，
淬火内应力大，存在显微裂纹，
容易导致脆性断裂的出现，微 细孪晶存在破坏了滑移系使脆 性增大，塑性和韧性差。
孪晶M
M的硬度主要取决于含碳量
M 转变是在 Ms ～ Mf 进行。
残余A量随含碳量的增多而增多，即C↑ → A残↑
（三）影响C曲线的因素
1 碳的影响
亚共析钢和过共析钢C曲线上部
多出一条先共析相析出线。
A过转变前，亚共析钢析出F，过共析钢析出Fe3C 剩下的Ａ过达到共析成分，再发生Ｐ类型转变。
共析钢C曲线最靠右，所以：共析钢A过最稳定。
亚共析钢随含碳量↑， C曲线向右移， A过稳定性↑。
过共析钢随含碳量↑， C曲线向左移， A过稳定性↓。
A+F F+P
A + Fe3CⅡ P+ Fe3CⅡ
2 冷却介质的选择
保证有足够的冷却速度V冷＞Vk；
V冷↑→ 热应力和组织应力↑ 650 ℃～ 400℃： V冷要快
650℃ 550℃ 400℃
vk
常用淬火介质：水、盐水、矿物油
水：在650℃～400℃冷速很大，对A稳定性较小的碳钢非常有利。 但300 ℃～200 ℃冷速仍很大，组织应力大，易变形和开裂。 盐水：由于NaCl晶体在工件表面析出和爆破，破坏包围在工件表面的 蒸 汽膜，使冷速加快，而且可以破坏加热产生的氧化皮，使其 剥落。盐水淬火容易得到高硬度和光洁表面。但300 ℃～200 ℃ 冷速仍很大，组织应力大，易变形和开裂。 适用于形状简单、硬度要求高、表面要求光洁、变形要求不严格 的碳钢零件，如：螺钉、销钉、垫圈等。 矿物油：冷却能力弱：650℃～550℃，18℃水的冷却强度为1， 则50℃

钢的过冷奥氏体转变图 (2)优秀课件

分数所需时间。 缺点—无法测出过共析钢的先共析产物的析出线、 亚共析钢
珠光体转变的开始线。Why？ 渗碳体没有磁性
6
其它方法
4.热分析法：利用钢相变时的热效应。 优点—适用于潜热大、转变速率快的过程，如熔化、凝固、
M相变 缺点—不适用潜热小、转变速率慢的过程，如大部分扩散
型固态相变 5.电阻法:利用相变时源自阻值的变化 优点—测量时间短，需要试样少； 缺点：精度不高
➢ 在实际热处理中，不仅仅是在等温过程中有相转变的发生， 在冷却过程中同样存在着相变过程并且对材料的性能有着 重大的影响。因此，很多热处理工艺都是在连续冷却条件 下进行的，如淬火、正火、退火等。
➢ 连 续 冷 却 转 变 图 通常 称 为 CCT图 （ Continuous Cooling Transformation)
3
金相法
步骤： ① 制备试样：φ10-15mm，厚1.5-2mm，具有相同的原始组
织（可通过退火或正火获得）。 ② 奥氏体化：所有试样均在相同条件下进行奥氏体化，要求
奥氏体的化学成分均匀一致。 ③ 等温转变：将奥氏化后的试样迅速转入给定温度的等温浴
炉中保温一系列时间。 ④ 淬火：将保温后的试样迅速取出淬入盐水中。 ⑤ 绘图：测出给定温度、时间下的转变产物类型、转变产物
1）钴的影响：溶入A中，使C曲线左移。
2）Ni的影响：C曲线右移 3）Mn的影响：C曲线右移
Mn的作用大于Ni
4）Cr的作用：①C曲线右移，对B的推迟作用大于对P的推迟作用；
②C曲线分离，3% Cr，完全分离。
5）Mo和W的影响：推迟P转变，对B转变影响不大。
6）B的影响：微量，过冷奥氏体的稳定性
18
15
四 影响奥氏体等温转变图的因素

热处理第6章 钢的过冷奥氏体转变图-40

上一页 下一页 6
将A1(或A3)至Ms点的温度范围划分成一定数量的等温 温度间隔，每一等温温度使用一个试样。测定时，将
试样加热奥氏体化，随后迅速转入预先控制好的等温
炉中，作等温停留，由膨胀仪自动记录出等温转变时
所引起的膨胀效应与时间的关系曲线。
冷却收缩
转变结束 转变过程
孕育期
转变开始
图6.4 等温转变时膨胀－时间曲线
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优点：试样少、测试时间短和易于确定各转 变产物达到一定百分数时所需的时间。
缺点：不能测出过共析钢的先共析产物的析 出线和亚共析钢珠光体转变的开始线。
原因—渗碳体的居里点为230oC，在高于该温 度析出时无磁性表现；而铁素体与珠光体都 具有铁磁性，使两者在转变过程中无法区分。
上一页 下一页 9
降低珠光体和贝氏体转变速度，同时 使珠光体转变C曲线移向高温和贝氏体转变 C曲线移向低温。当钢中合金元素含量较高 时，将出现双C曲线的特征。
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Cr 的 影 响 。 Cr 显 著提高过冷奥氏体 的稳定性，使转变 孕育期延长；铬含 量超过3％，两曲线 完全分离；铬对贝 氏体转变的推迟作 用大于对珠光体转 变的推迟作用。当 Cr 含 量 相 近 时 ， 碳 含量高的其孕育期 将更长一些。
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3. 塑性变形 原因：由于中温形变时将
原在化上无氏于因奥亚破体形论：氏结坏亚变在由体构了于晶，晶稳可高高粒这粒定促温温中在取区使(形 产 一 向指)碳变生定的下奥时多程延和对氏将边度续铁奥体原氏稳在而奥有子体定奥促氏利的进氏进体于区扩体碳中贝行)还中原一氏散塑形 子定体是，性成扩的的低因形大散应形温量力核，而变(位状，加指将，错态从之加奥由 性速，珠使光贝氏体体的转转变变时铁，素使形而成加珠速光了转体变的过孕程。育期缩 体减短的慢；共转格变成过长程受。到阻碍而

第六章_过冷奥氏体转变图


C 曲线
2
孕育期
Incubation Period
转变开始线与纵坐标轴 之间的距离，表示在各 不同温度下过冷奥氏体 等温分解所需的准备时 间。 鼻 子 ----C 曲 线 上 转 变开始线的突出部，孕 育期最短的部位。
孕育期
转变开始
转变终了
鼻子
图6-1
从S曲线(a)到C曲线(b)
3
C 曲线的测定方法
8
图6-4
合金元素对C曲线位置及形状的影响
9
2. 过冷奥氏体连续冷却转变图 2.1过冷奥氏体连续冷却转变图的建立
CCT 曲线
Continuous Cooling Transformation 一般采用快速膨胀仪测定。
10
cc’ 线为珠光体转变中 止线。
转变并未最后完成，但 过冷奥氏体已停止分解。
曲线转变开始线相交时(温度为Tn )，IP<1， 转变未开始。只有进一步冷却到更低温度 Tn’，并满足
IP(Tn' ) 1


' Tn
A1
dT 1 Z (T )
时，转变
才开始，这就是CCT曲线位于C曲线右下方
的原因。
22
在临界冷却速度 VC 下，从 A1 点 冷却到珠光体转变中止线温度 TR’ 时，IP = 1。
i
1 dT A1 Z (T )
Tn
(6 2)
dT 1 d 式中为冷却速度 , d dT 若冷却速度不变，则 (6 2)式可写成： 1 Tn dT IP(Tn ) (6 3) A 1 Z (T )
20
21
这就是说，冷却速度为 α 的冷却曲线与 C
Zi

过冷奥氏体转变曲线图

6
3）加热条件的影响
加热条件主要指加热温度和保温时间。奥氏体化温度越高，保温时间 越长，则形成的奥氏体晶粒越粗大，成分越均匀。同时，加热温度的提高 也有利于先析出相及其他难熔质点的熔化。所有这些因素都将提高奥氏体 的稳定性，使C曲线右移。
7
1.2 过冷奥氏体连续冷却转变
实际中多数热处理工艺应用的是连续冷却转变， 即过冷奥氏体是在不断的降温过程中发生转变的， 这就需要研究过冷奥氏体的连续冷却转变规律。
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ过冷奥氏体连续冷却转变曲线
如图4-16所示为共析钢的连续冷却转变曲线，又 称CCT曲线（Continuous Cooling Transformation）。 它反映了过冷奥氏体的冷却状况与组织结构之间的关 系，是研究钢在冷却转变时组织转变的理论基础，也 是选择热处理冷却工艺的重要依据。
8
图4-16 共析钢连续冷却转变曲线示意图
图4-16中的Ps线为过冷奥氏体转变为珠光体的开始线，Pf 线 为转变终了线，两线之间为转变过渡区。 KK ' 线为转变的中止线， 当冷却曲线碰到此线时，过冷奥氏体便中止向珠光体型组织转变， 剩余的奥氏体将被过冷到 Ms点以下转变为马氏体。Vk是与Ps线相 切的冷却速度，它是钢在淬火时可抑制非马氏体组织转变的最小 冷却速度，称为淬火冷却速度或上临界冷却速度。Vk' 是获得全部 珠光体组织的最大冷却速度，称为下临界冷却速度。
2）合金元素的影响
除Co，Al以外，所有的合金元素溶于奥氏体后都会提高过冷奥氏体 的稳定性，使C曲线右移。其中，非碳化物形成元素（如Ni，Si，Cu等） 只改变C曲线的位置，不改变其形状。碳化物形成元素（如Cr，Mo，V等） 可同时改变C曲线的位置和形状。必须指出，碳化物形成元素必须溶于奥 氏体中才能提高过冷奥氏体的稳定性，否则作用相反。
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合金元素的综合作用


多元适量→右移显著 或改变C曲线形状 使C曲线向左或向右移 使C曲线P、B线分开
3、A化条件

温度高、时间长→右移 有第二相存在→左移 对B线影响小
4、塑性变形



在A稳定和亚稳定区域→塑性变形→C、 Fe扩散快→ P线左移 高温区的A稳定区→塑性变形→A晶粒破 碎→B线右移 低温区的A亚稳定区→塑性变形→大量位 错→ B线左移
第六章 钢的过冷奥氏体转变图

转变图
关于转变产物与温度、时间三者之间关系、 规律的图形

意义
制订工艺 选择材料 预测性能

§1等温转变动力学曲线
一、测图方法 1、金相法 原理


一组试样A化后冷却到T1温度等温 停留不同时间t1、t2…… 随即淬火固定高温未转变的A组织(即淬成M的地方) 金相观察确定T1温度转变开始和结束对应的时间 把两个时间标在温度-时间坐标图上 取另一组试样，重复上面的实验， 得到T2……温度转 变开始和结束对应的数据点 分别连接转变开始和结束点

作业

P164：2、4、6
§2 过冷奥氏体连续冷却转变曲线
一、测图方法 1、金相法+硬度法





一组试样A化后以V1速度冷却，分别在T1、 T2……不同温度下淬火（固定未转变的组织） 金相观察哪个温度下淬火出现非M，由此确定 转变开始和结束对应的温度 由以上两个温度与V1相交的点确定转变开始和 结束的时间 取另一组试样，重复以上实验，得到V2……其 它冷却速度下的转变开始和结束的数据点 作图连接相同性质的点
2、端淬法 标样→冷却→测量各点的冷却速度→绘冷却曲线 试样→测以上各点不同冷却时间的组织转变情况 （先喷水冷却τ1，然后整体冷却→ 金相观察是 否转变，如转变，把特征点标在对应的冷却曲线 上） 其它试样重复上述试验 绘图 3、膨胀法） A化→测量不同冷却介质下转变开始、结束的 时间→图
弱碳化物形成元素：Co、Ni、Mn、Si 等→右、形状变化不大，单一C曲线 碳化物形成元素：Cr、Mo、W、Ti、 V等→右、双C曲线，出现A亚稳定区

合金元素具体作用



Co：C曲线→左；形状不变 Ni： C曲线→右；形状不变，鼻子向下 Mn： 与Ni相似，可以代Ni Cr： C曲线→形状改变；右；推迟B作用大。 3%以上→两个曲线分离 Mo：强烈阻止P；对B影响不大（P154） W：与Mo相似 B：低、中碳钢中→微量→右
二、CT图分析及基本类型

共析钢
连续冷却无B转变 临界冷却速度的意义 判断不同冷却速度下的组织转变


亚、过共析钢
有先共析相转变线 亚共析钢有B区；过共析钢没有B区 Ms点不是水平线


CT图有6种冷奥氏体转变图的比较和应用
一、 CT图与C曲线比较
返回
小结


冷奥氏体转变图的建立方法较多，通常采用的 各种物理测试方法各有利弊，为保证测量的准 确性，应该多种方法结合使用。 材料成分是影响转变图的主要因素，碳%及合 金%及品种不同将会使转变图的位置、形状发 生改变，从而影响冷却后的组织转变情况。 工程上利用转变图进行性能预测和临界冷却速 度计算。

特点：准确、直观；不连续、繁琐
2、膨胀法 原理：热膨胀仪→根据比容变化

A化后某温度等温冷却 测膨胀曲线 找转变开始和结束的时间 把两个时间标在温度-时间坐标图上

特点：高效、可测先共析相；不直观
3、磁性法


原理 A顺磁→P、F、M、B铁磁 特点
高效 不能测先共析渗碳体析出线（居里点 200℃） 不能区分F与P
三、基本类型（与成分有关）





一个C曲线（P、B区以鼻温度为界） P、B线分开，B的孕育期短（Cr、W、Mo、 V钢） 只有贝氏体C曲线（Ni、Ni-Mo） P、B线分开，P孕育期短（Cr12MoV） 只有珠光体C曲线（3Cr13、Cr12） P、B被抑制、Ms小于室温→A钢只有碳化 物析出线

CT图位于C曲线下方→连续冷却孕育期 长 连续冷却是无限多等温过程组成的， 高温区短暂等温的孕育作用不如低温 形状相当于C曲线上半部分 材料成分、晶粒大小等对其有影响



二、应用
1、确定临界冷却速度 等温冷却 连续冷却（修正） 2、分析转变产物、预测性能 3、制订工艺 普通退火；等温退火→温度、时间 分级淬火（心表均温→时间、℃） 等温淬火 形变热处理 4、改进的CT图

其它方法 热分析方法；电阻法；X-射线衍射法
二、影响C曲线的因素
1、碳 亚共析钢→C%↑ →右移 过共析钢→C%↑ →左移 共析钢→最稳定 非共析钢有先共析转变线 C%↑ →C曲线越弯曲
2、合金元素



溶入A中→除Co、Al外，其他元素 →右 合金元素以未溶碳化物形式存在→ 左 合金元素分类