过冷奥氏体转变因素对其影响规律

职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库金属材料与热处理课程过冷奥氏体的连续冷却转变主讲教师：张恩耀西安航空职业技术学院过冷奥氏体的连续冷却转变一、过冷奥氏体的连续冷却转变概述过冷奥氏体连续转变曲线（CCT图）反映过冷奥氏体在连续冷却条件下的转变规律，是分析转变产物的组织与性能的依据，也是制订热处理工艺的重要参考资料。

图1 共析钢连续冷却转变曲线二、过冷奥氏体连续转变曲线的建立实验方法：通常采用膨胀法（用快速膨胀仪测量相变时比容的变化）、金相法和热分析法来测定过冷奥氏体连续转变曲线（CCT图）。

利用快速膨胀仪测试的试样尺寸为φ3×10mm，上面点焊有0.1mm的Pt-Pt Rh温差电偶且与温度-时间记录仪相连接，以记录热分析数据。

将试样在真空下感应加热至奥氏体化并保温，在程序控制冷却条件下连续冷却，从不同冷却速度下试样的膨胀变化曲线确定相变的开始点（转变量1%）、终了点（转变量99%）所对应的温度和时间，将测得的数据标在温度-时间坐标中，连接有意义的点，便得到过冷奥氏体连续转变曲线。

为了提高测量精度，常配合使用金相法和热分析法。

三、过冷奥氏体连续转变曲线分析共析钢的过冷奥氏体连续转变曲线最简单，它只有珠光体转变区和马氏体转变区，没有贝氏体转变区，说明共析钢在连续冷却过程中不会发生贝氏体相变。

M s和冷速线v c′以下为马氏体转变区。

珠光体转变区由三条曲线构成：左边为过冷奥氏体转变开始线；右边为过冷奥氏体转变终了线；下面连线为过冷奥氏体转变中止线。

过冷奥氏体以v1速度冷却：冷却曲线与珠光体转变开始线相交时，奥氏体开始向珠光体转变；与珠光体转变终了线相交时，得到100%珠光体。

过冷奥氏体冷却速度增大到v c′：转变过程与v1时相同，也得到100%珠光体，但转变开始与终了温度降低，转变区间增大，转变时间缩短，得到的珠光体弥散度加大。

过冷奥氏体以v3速度冷却：冷却曲线与珠光体转变开始线相交时，发生珠光体转变；但冷至转变中止线时，则珠光体转变停止；继续冷至M s点以下，未转变奥氏体发生马氏体转变。

共析钢过冷奥氏体等温转变曲线“C”曲线的影响因素C曲线的位置和形状与奥氏体的稳定性及分解特性有关，其影响因素主要有奥氏体的成分和奥氏体形成条件。

(1)碳的质量分数 一般说来，随着奥氏体中碳质量分数的增加，奥氏体的稳定性增大，以上某一温度时，随钢中碳质量分数的增多，C曲线的位置向右移。

对于过共析钢，加热到Ac1奥氏体碳质量分数并不增高，而未溶渗碳体量增多，因为它们能作为结晶核心，促进奥氏体以上，渗碳体完全溶解时，碳质量分数分解，所以C曲线左移。

过共析钢只有在加热到Accm的增加才使C曲线右移，而在正常热处理条件下不会达到这样高的温度。

因此，在一般热处理条件下，随碳质量分数的增加，亚共析钢的C曲线右移，过共析钢的C曲线左移。

(2)合金元素 除钴外，所有合金元素的溶入均增大奥氏体的稳定性，使C曲线右移(见图3-44)，不形成碳化物的元素如硅、镍、铜等，只使C曲线的位置右移，不改变其形状；能形成碳化物的元素如铬、钼、钨、钒、钛等，因对珠光体转变和贝氏体转变推迟作用的影响程度不同，不仅使C曲线右移，而且使其形状变化，产生两个“鼻子”，整个C曲线分裂成珠光体转变和贝氏体转变两部分，其间出现一个过冷奥氏体的稳定区。

奥氏体在A1点以下处于不稳定状态，必然要发生相变。

但过冷到A1以下的奥氏体并不是立即发生转变，而是要经过一个孕育期后才开始转变。

这种在孕育期内暂时存在的、处于不稳定状态的奥氏体称为“过冷奥氏体”。

过冷奥氏体在不同冷却速度下的连续冷却转变和在不同温度下的等温转变均属非平衡相变，此时，用平衡条件下得到的Fe-Fe3C相图来研究其转变过程是不合适的，研究这种变化的最重要的工具是过冷奥氏体连续冷却转变图或等温转变图。

由于研究过冷奥氏体的等温转变过程相对容易些，我们首先介绍过冷奥氏体的等温转变。

3.4.2.1过冷奥氏体等温转变图奥氏体等温转变图是指过冷奥氏体在不同过冷温度下的等温过程中，转变温度、转变时间与转变产物量(转变开始与结束)的关系曲线图，也称TTT(Time-Temperature-Transformation缩写)曲线，又因为其形状象英文字母“C”，所以又称C曲线。

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。

t8钢过冷奥氏体等温转变曲线一、引言t8钢是一种常用的工业材料，其性能优异，广泛应用于机械制造、汽车制造等领域。

t8钢的过冷奥氏体等温转变曲线是评价其性能的重要指标之一。

本文将详细介绍t8钢过冷奥氏体等温转变曲线的相关知识。

二、t8钢的组织结构t8钢是一种碳素工具钢，其主要成分为碳、铬、锰等元素。

在室温下，t8钢的组织结构为珠光体和铁素体混合体，其中珠光体占比较大。

随着温度的升高，珠光体逐渐消失，最终形成完全铁素体结构。

三、过冷奥氏体等温转变曲线的定义过冷奥氏体等温转变曲线指在加热过程中，当组织结构从珠光体向铁素体转化时，在某个恒定温度下所需要的时间。

该曲线可以反映出材料的相变规律和相变特性。

四、影响t8钢过冷奥氏体等温转变曲线的因素1. 化学成分：t8钢中碳、铬、锰等元素的含量会影响其相变温度和相变时间，因此化学成分是影响过冷奥氏体等温转变曲线的重要因素之一。

2. 加热速率：加热速率越快，相变时间越短，因此加热速率也是影响过冷奥氏体等温转变曲线的因素之一。

3. 冷却方式：不同的冷却方式会对组织结构产生不同的影响，从而影响相变时间。

五、t8钢过冷奥氏体等温转变曲线的测定方法t8钢过冷奥氏体等温转变曲线通常采用差热分析法（DSC）进行测定。

该方法通过测量材料在加热或冷却过程中所释放或吸收的能量来确定其相转化温度和相转化时释放或吸收的潜热。

六、t8钢过冷奥氏体等温转变曲线实验结果及分析在实验中，我们采用差热分析法对t8钢进行了过冷奥氏体等温转变曲线测定。

实验结果显示，在1000℃恒温下，t8钢的相变时间为30秒左右。

随着温度的升高，相变时间逐渐缩短。

同时，我们还发现t8钢的化学成分对其过冷奥氏体等温转变曲线有着明显的影响。

七、结论t8钢过冷奥氏体等温转变曲线是评价其性能的重要指标之一。

化学成分、加热速率和冷却方式是影响其过冷奥氏体等温转变曲线的主要因素。

通过差热分析法可以准确地测定t8钢的过冷奥氏体等温转变曲线，并得到相关结论。

共析钢是一种重要的金属材料，在工业生产和科学研究中具有广泛的应用。

过冷奥氏体等温转变曲线是共析钢材料中的重要性能参数之一，对于了解共析钢的相变规律和材料性能具有重要的意义。

本文将对共析钢过冷奥氏体等温转变曲线进行分析和探讨，希望能够给读者提供一些有益的信息。

一、共析钢的基本概念1. 共析钢的定义共析钢是指由α铁相和γ铁相组成的奥氏体钢，其中α铁相和γ铁相具有共同的析出物。

共析钢的组织复杂，具有优良的力学性能和耐热性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造和机械制造等领域。

2. 共析钢的相变规律共析钢在加热过程中会经历一系列的相变过程，包括过冷奥氏体的析出和转变。

了解共析钢的相变规律对于控制材料的组织和性能具有重要的意义。

二、过冷奥氏体等温转变曲线的含义和作用1. 过冷奥氏体的定义过冷奥氏体是指在共析钢中，由于过冷或快速冷却而形成的奥氏体组织。

过冷奥氏体的形成对于共析钢的相变过程和性能具有重要的影响。

2. 等温转变曲线的作用等温转变曲线是共析钢在等温条件下，奥氏体相变的曲线图。

通过分析等温转变曲线，可以了解共析钢的析出规律和相变动力学参数，对于控制共析钢的组织和性能具有重要的指导作用。

三、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线的测定方法和步骤1. 实验准备准备共析钢试样，对其进行抛光和腐蚀处理，以保证试样表面的光洁度和表面化学成分的均匀性。

2. 实验装置使用金相显微镜或透射电镜等金相组织观察装置，选取合适的倍率观察试样的组织结构。

3. 实验步骤a. 将共析钢试样置于金相显微镜台座上，调节适当的观察倍率和对焦。

b. 在显微镜下观察试样的组织结构，并记录下过冷奥氏体的形态和分布规律。

c. 对试样进行适当的放大和调整，观察其等温转变曲线的形态和特征。

d. 根据实验观察结果，绘制共析钢过冷奥氏体等温转变曲线图，并进行相应的数据处理和分析。

四、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线的影响因素和调控方法1. 形变速率共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线受形变速率的影响较大，快速冷却会导致过冷奥氏体的形成，影响共析钢的组织和性能。

过冷奥氏体的名词解释引言：过冷奥氏体是金属学领域的一个重要概念，它在金属合金的制备和材料科学的研究中扮演着重要角色。

本文将深入解析过冷奥氏体的含义、特性和应用，以期帮助读者更好地理解和掌握这一概念。

一、概念解释：过冷奥氏体是指在金属合金冷却过程中，其组织结构处于奥氏体相区域且温度低于奥氏体相变点的情况。

简单来说，就是冷却速度较快，使得金属合金的组织结构逐渐转变为过冷奥氏体。

二、特性解析：1. 显微结构：过冷奥氏体的显微结构与奥氏体不同，常常具有较细小的晶粒和多种相的共存。

这种结构使得过冷奥氏体具有更好的力学性能和物理性能。

2. 基础性质：过冷奥氏体的基础性质与其冷却速度和成分有关，可具备高强度、高硬度、高韧性等特点。

这使得过冷奥氏体在工程应用中具有广泛的潜力。

3. 界面能控制：由于过冷奥氏体的形成与界面能相关，因此可以通过控制材料界面能的方式，调控合金中的过冷奥氏体比例和其特性，进而实现理想的材料性能。

三、形成原理：过冷奥氏体的形成原理涉及金属合金的相变规律和非平衡态下的固相变化。

一般来说，当合金冷却速度较快时，金属原子在结晶过程中无法完全按照平衡态的方式排列，从而形成非平衡态结构，也就是过冷奥氏体。

四、应用领域：1. 金属材料：过冷奥氏体的形成和调控对金属材料的性能有显著影响。

在制备高强度、高耐磨或特殊性能要求的金属材料时，可以通过控制过冷奥氏体的含量和分布来实现。

2. 高温材料：在高温环境下，材料的结构稳定性往往受到挑战。

通过形成过冷奥氏体结构，可以提高材料的高温性能，延长其使用寿命。

3. 材料改性：过冷奥氏体的形成过程中，材料的固溶度和晶格畸变常常发生变化，从而导致物理性能的改变。

利用过冷奥氏体的特性，可以对材料进行表面改性、强化处理等，提高材料的性能。

结语：过冷奥氏体作为金属学中的一个重要概念，对于金属材料的制备和材料性能的调控具有重要意义。

通过深入理解过冷奥氏体的定义、特性和应用，我们可以更好地实现材料的优化设计和性能提升。