过冷奥氏体转变总结(精选)
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过冷奥氏体转变因素对其影响规律过冷奥氏体等温转变的速度反映过冷奥氏体的稳定性,而过冷奥氏体的稳定性可在C曲线上反映出来。
过冷奥氏体越稳定,孕育期越长,则转变速度越慢,C曲线越往右移。
过冷奥氏体的等温转变因素有多个:(一)奥氏体成分的影响1、含碳量的影响2、合金元素的影响(二)奥氏体状态的影响(三)应力和塑性变形的影响。
一、奥氏体成分的影响过冷奥氏体等温转变的速度在很大程度上取决于奥氏体的成分,改变奥氏体的化学成分,影响C曲线的形状和位置,从而可以控制过冷奥氏体的等温转变速度。
1、含碳量影响与共析钢C曲线不同,亚、过共析钢上部各多一条先共析相析出线,说明过冷奥氏体在发生珠光体转变之前,在亚共析钢中先要析出铁素体,在过共析钢中要先析出渗碳体。
亚共析钢随奥氏体含碳量增加,C曲线逐渐右移,说明过冷奥氏体稳定性增高,孕育期变长,转变速度减慢。
这是由于在相同的转变条件下,随着亚共析钢中含碳量的增高,铁素体形核的几率减少,铁素体长大需要扩散离去的碳量增大,故减慢铁素体的析出速度。
一般认为,先共析铁素体的析出可以促进珠光体的形成。
因此,由于亚共析钢先共析铁素体孕育期增长且析出速度减慢,珠光体转变速度也随之减慢。
2、合金元素对的影响合金元素溶解到奥氏体中后,都增大过冷奥氏体的稳定性,使C曲线右移。
V、Ti、Nb、Zr等强碳化物形成元素,当其含量较多时,能在钢中形成稳定的碳化物,在一般加热温度下不能融入奥氏体中而以碳化物形式存在,则反而降低过冷奥氏体的稳定性。
二、奥氏体状态的影响奥氏体晶粒越细小,单位体积内晶界面积越大,从而使奥氏体分解时形核率增多,降低稳定性。
铸态原始组织不均匀,存在成分偏析,而经轧制后,组织和成分变得均匀。
因此在同样加热条件下,铸锭形成的奥氏体很不均匀,而轧材形成的奥氏体比较均匀,不均匀的奥氏体可以促进奥氏体分解,使C曲线左移。
奥氏体化温度越低,保温时间越短,奥氏体晶粒越细,未溶第二相越多,同时奥氏体的碳浓度和合金元素浓度越不均匀,从而促进奥氏体在冷却过程中分解,使曲线左移。
过共析钢是一种特殊的钢材,其具有良好的强度和耐磨性,因此在工程领域得到了广泛的应用。
过冷奥氏体连续冷却转变技术是制备过共析钢的一种重要方法,其通过控制奥氏体形核和长大过程,实现了钢的微观组织和性能的优化。
本文将对过共析钢的形成机理、过冷奥氏体连续冷却转变技术的工艺特点和研究进展进行详细介绍。
一、过共析钢的形成机理1.1 过共析钢的定义过共析钢是指在固态转变过程中,共析相组织萌发和生长,最终形成的一种特殊的钢材。
其主要特点是共析相的均匀分布和细小尺寸,能够显著提高钢材的强度和耐磨性。
1.2 过共析钢的形成机理在过共析钢的形成过程中,共析相的形核和生长是非常关键的。
过共析相主要是由碳化物和硬质合金相组成,其形核和长大受到奥氏体形核和生长的影响。
了解过共析钢的形成机理对于控制其微观组织和性能具有重要意义。
二、过冷奥氏体连续冷却转变技术的工艺特点2.1 过冷奥氏体连续冷却转变技术的原理过冷奥氏体连续冷却转变技术是一种通过快速冷却和保持在α+γ两相区进行组织调控的方法。
其基本原理是在合适的温度范围内,通过适当的冷却速度和延时时间,促进奥氏体形核和长大的控制,实现共析相的均匀分布和细小尺寸。
2.2 过冷奥氏体连续冷却转变技术的工艺特点过冷奥氏体连续冷却转变技术具有工艺简单、成本低、生产效率高等特点。
通过合理的工艺参数选择和控制,可以获得具有优异性能的过共析钢材。
三、过冷奥氏体连续冷却转变技术的研究进展3.1 过冷奥氏体连续冷却转变技术在过共析钢制备中的应用目前,过冷奥氏体连续冷却转变技术在过共析钢制备中得到了广泛的应用。
通过对工艺参数和设备的优化,可以获得具有良好性能和稳定质量的过共析钢产品。
3.2 过冷奥氏体连续冷却转变技术的未来发展方向随着科学技术的不断发展和进步,过冷奥氏体连续冷却转变技术在过共析钢制备中的应用仍将不断深化和拓展。
未来的发展方向包括对工艺参数、设备性能和产品质量的进一步提高,以及对新型材料和新工艺的探索和研究。
第三节奥氏体在冷却时的转变奥氏体在冷却时发生的组织转变,既可在恒温下进行,也可在连续冷却过程中进行,随着冷却条件的不同,奥氏体可在A1以下不同的温度发生转变,获得不同的组织。
所以,冷却是热处理的关键工序,它决定着钢在热处理后的组织和性能。
在临界转变温度A1以上存在的奥氏体是稳定的,不会发生转变。
但一旦冷却到A1以下,则变得不稳定,冷却时要发生组织转变。
这种在临界温度以下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体称为过冷奥氏体。
研究过冷奥氏体的冷却转变行为,通常采用两种方法,一种是利用奥氏体等温转变曲线研究奥氏体在不同过冷度下的等温转变过程,另一种是利用奥氏体连续冷却转变曲线研究奥氏体在不同冷速下的连续冷却中的转变过程。
一、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线这里以金相-硬度法为例,来说明共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线的测定过程。
将共析钢制成圆形薄片试样(Φ10×1.5mm)。
试样被加热到临界点Ac1以上某一温度并保温一段时间,得到均匀的奥氏体组织,然后将试样分别迅速投入到不同温度的盐浴炉中,从放入盐浴中开始计时,每隔一段时间从盐浴中取出一块试样迅速放入水中。
对各试样做金相组织观察和硬度测定就可以得出各等温温度下不同等温时间内奥氏体的转变量,就可以得到一系列的奥氏体等温转变开始点和转变终了点。
若以等温转变温度为纵坐标,转变时间(以对数表示)为横坐标,将所有的转变开始点连接成一条曲线(称为等温转变开始线);同样,将所有的转变终了点也连成一条曲线(称为等温转变终了线),就可以得到如所示的共析钢过图 3-1共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线图冷奥氏体等温转变曲线。
由于该曲线具有英文字母“C”的形状,故称C曲线,也称TTT(Time Temperature Transformation)曲线。
C曲线上部的水平线A1是奥氏体和珠光体的平衡温度。
下部的两条水平线分别表示奥氏体向马氏体转变的开始温度M s和终了温度M f。
过冷奥氏体连续冷却转变
过冷奥氏体连续冷却转变是一种金属材料的相变过程,通常发生在高温状态下。
在这个过程中,金属材料的温度被快速降低到低于其临界转变温度的温度以下,但是材料仍然处于液态。
在这种情况下,过冷奥氏体可以在没有形成晶体的情况下存在。
当过冷奥氏体被连续冷却时,它会发生一系列的相变,最终形成固态晶体。
这个过程可以分为两个阶段:先是过冷奥氏体的转变,然后是晶体的形成。
在第一个阶段,过冷奥氏体可以通过两种方式转变:等温转变和连续冷却转变。
等温转变是指过冷奥氏体在一定的时间内逐渐转变为珠光体或索氏体。
连续冷却转变是指过冷奥氏体在一定的速度下以一定的时间冷却到室温以下,从而形成不同的晶体结构。
在第二个阶段,过冷奥氏体转变为固态晶体。
这个过程可以通过两种方式进行:马氏体转变和贝氏体转变。
马氏体转变是指过冷奥氏体在快速冷却过程中形成的马氏体。
贝氏体转变是指过冷奥氏体在缓慢冷却过程中形成的贝氏体。
过冷奥氏体连续冷却转变是一个复杂的相变过程,它对金属材料的性能和组织结构具有重要的影响。
第三节奥氏体在冷却时的转变奥氏体在冷却时发生的组织转变,既可在恒温下进行,也可在连续冷却过程中进行,随着冷却条件的不同,奥氏体可在A1以下不同的温度发生转变,获得不同的组织。
所以,冷却是热处理的关键工序,它决定着钢在热处理后的组织和性能。
在临界转变温度A1以上存在的奥氏体是稳定的,不会发生转变。
但一旦冷却到A1以下,则变得不稳定,冷却时要发生组织转变。
这种在临界温度以下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体称为过冷奥氏体。
研究过冷奥氏体的冷却转变行为,通常采用两种方法,一种是利用奥氏体等温转变曲线研究奥氏体在不同过冷度下的等温转变过程,另一种是利用奥氏体连续冷却转变曲线研究奥氏体在不同冷速下的连续冷却中的转变过程。
一、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线这里以金相-硬度法为例,来说明共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线的测定过程。
将共析钢制成圆形薄片试样(Φ10×1.5mm)。
试样被加热到临界点Ac1以上某一温度并保温一段时间,得到均匀的奥氏体组织,然后将试样分别迅速投入到不同温度的盐浴炉中,从放入盐浴中开始计时,每隔一段时间从盐浴中取出一块试样迅速放入水中。
对各试样做金相组织观察和硬度测定就可以得出各等温温度下不同等温时间内奥氏体的转变量,就可以得到一系列的奥氏体等温转变开始点和转变终了点。
若以等温转变温度为纵坐标,转变时间(以对数表示)为横坐标,将所有的转变开始点连接成一条曲线(称为等温转变开始线);同样,将所有的转变终了点也连成一条曲线(称为等温转变终了线),就可以得到如所示的共析钢过图 3-1共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线图冷奥氏体等温转变曲线。
由于该曲线具有英文字母“C”的形状,故称C曲线,也称TTT(Time Temperature Transformation)曲线。
C曲线上部的水平线A1是奥氏体和珠光体的平衡温度。
下部的两条水平线分别表示奥氏体向马氏体转变的开始温度M s和终了温度M f。
过冷奥氏体转变总结
过冷奥氏体是一种具有高硬度、脆性和较小晶粒尺寸的组织,通常由
于快速冷却或淬火过程中金属内部组织的产生而形成。
过冷奥氏体的形成
是由于金属中的碳的含量过高,无法尽量溶解到铁晶格中。
过冷奥氏体转
变是为了减少金属的硬度和脆性,提高其韧性和可加工性。
首先是回火过程。
当过冷奥氏体加热到一定温度时,金属的硬度开始
减小,形成亚稳定的奥氏体。
回火时,金属内部的原子会重新排列,形成
新的原子结构,改变材料的组织结构和性能。
回火过程中,随着温度的升高,原子间的浸润力增加,金属结构变得更稳定,硬度减小。
接下来是回火软化过程。
经过回火后的奥氏体比过冷奥氏体更为稳定,硬度更低,但仍然具有较高的强度。
当过冷奥氏体继续加热到一定温度时,回火过程中形成的碳化物析出,使得金属结构变得更加稳定。
此时,材料
的硬度进一步降低,但强度仍然较高。
最后是晶粒再长大过程。
当过冷奥氏体加热到一定温度时,金属内部
的晶粒开始再长大。
晶粒再长大过程中,刚性晶粒和软化的过渡相开始形成,继而在回火温度下通过回复和再结晶来增大晶粒尺寸。
这个过程会使
金属组织的晶粒尺寸变大,从而进一步降低材料的硬度和强度。
总的来说,过冷奥氏体转变是固态金属材料加热过程中的一种相变过程,主要包括回火、回火软化和晶粒再长大。
通过这些过程,材料的硬度
和脆性得到降低,韧性和可加工性得到提高。
过冷奥氏体转变广泛应用于
金属加工工艺中,对于提高金属材料的性能和使用寿命具有重要意义。