奥氏体等温转变共42页文档

成芳、结构都与之相差很大 ·体和铁繁体。可几典民体 交属于扩焦犁相寰。
S 2O-30HRC T 21)、40HRC
B1:
40-、.50 HRC
50-ωHRC
A-M
M" A'
伪、~5 HRC
薛小怀圃敏捷
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薛小怀圃敏捷
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2Q21J1ì115
热处理4、讲.:!lt:过:.奥民体等温转变过程及转变产，跑回叮分享
大时 必然要后1 顶'宙的A 中排挤出乡余的萄炭，宵起相邻的 A碳
这又必产生新的 Fe3C创造了条件。 如此交替 A就转型运成F和 Fe3C泞，层相间的 P组织 。
薛小怀圃敏捷
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薛小怀圃敏捷
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(2 6)
比界面能
R 球面曲率半径，如为平
图2-12 球面晶界长 大驱动力示意图
直晶界，R ，P 0。
(2) 晶界迁移阻力
第二相粒子—晶界迁移阻力
晶界向右迁移时，奥氏 体晶界面积将增长，所受 旳最大阻力为：
Fmax
3 f
2r
(2 7)
f 第二相微粒的体积分数 图2-19 Zener微粒钉
消除、预防组织遗传性旳措施： 进行中间处理 安排合适旳中间正火或退火； 对于遗传性很强旳钢种，可作两次以上旳退火或“正火十
退火”。
屡次高温回火处理。
晶粒度级别与晶粒大小旳关系 n = 2N-1 n ---- X100倍时，晶粒数 / in2 N ---- 晶粒度级别
N d (μm) 1 250 2 177 3 125 4 88 5 62 6 44 7 31 8 22 9 15.6 10 11
图2-10 X100倍 晶粒度
奥氏体晶粒度：
八面体间隙半径 0.52 Ǻ 碳原子半径 0.77 Ǻ →点阵畸变
（面心立方 Face Centered Cubic）
奥氏体旳单胞
奥 氏 体 相 区 ： NJESGN包围旳区域
GS线 ---- A3线 ES线 ---- Acm线 PSK线 ---- A1线
碳在奥氏体中旳最大 溶解度为2.11wt% (10at%)
从而线长大速度G增大。
由（2-2）两式可计算A向F与Fe3C两相推移速度旳比值。 例如，当A形成温度为780℃时
A向F旳推移速度
v
K' 0.41 0.02
A向Fe3C中旳推移速度
K' v Fe3C 6.69 0.89
v 6.69 0.89 14.8 v Fe3C 0.41 0.02

谢谢！
Байду номын сангаас
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
奥氏体等温转变
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子

不同温度下等温转变开始、转变一定量的时间、 终了时间，绘制在温度 — 时间半对数坐标系中 → 不同 温度下相同意义的点分别连接成曲线，最终形成过冷 奥 氏 体 等 温 转 变 图 （ Temperature-TimeTransformation Diagram) ABCD ：不同温度下转变开始（通常取转变量为 2%左右）时间， EFGH：转变50%的时间 JK、LM：转变100%（常为98%左右）的时间。
图6-16 GCr15钢的端淬曲线
3. 冷却时间：用从A化温度冷至500oC所需的时间来描述冷却速度。 CCT图中各条冷却曲线与500oC等温线的交点来确定冷却时间。比平均冷 却速度法更方便些。实例如图6-14所示。 根据图6-13讨论在三种典型冷速（图中a、b和c）下，过冷A转变过程 和产物组成，说明冷却速度对转变产物的影响。 速度a（冷却至500oC需0.7s）冷却：直至Ms点（360oC）无扩散型相 变发生。从Ms点发生M转变，室温得M加少量AR组织，HV685。 速度b（冷至500oC需5.5s）冷却→约经2s在630oC开始析出F→3s冷至 600oC左右，F量达5%后开始P转变→6s冷至480oC，P达50%，然后进入B 转变区，经10s冷至305oC左右，有13%的过冷A转变成B,→M转变，冷至 室温仍有A没转变而残留下来，室温组织由5%F，50%细片状P，13%B， 30%M和2%AR组成，硬度为HV335。 速度 c （冷至 500oC 需 260s ）冷却→80s 冷至 720oC 时开始析出 F→经 105s 冷至 680oC 左右，形成 35%铁素体并开始 P转变→115s 冷至655oC 转变 终了→35%F+65%P混合组织，硬度为HV200。
第二节 过冷奥氏体连续冷却转变图

A1~550℃ P转变区 550℃ ~ Ms B转变区
Ms~ Mf
M转变区
高温 中温 低温
M转变区： A分解为过饱和碳的α-Fe固溶体，即马氏体。
残余奥氏体
珠光体组织
下贝氏体组织
马氏体组织
6.1.2 IT图的影响因素
1.含碳量的影响 2.合金元素的影响 3.奥氏体状态的影响 4.外加应力与塑性变形的影响
6.1.3 IT图的基本类型
1. P转变与B转变曲线部分相重叠：
一个“鼻子” ＞鼻温 P转变 ＜鼻温 B转变 该类型多见于碳钢或含 非(弱)碳化物形成元素的低 合金钢，如钴钢、镍钢或 锰含量较低的锰钢等。
6.1.3 IT图的基本类型
2. P转变与B转变曲线相分离，P 转变的孕育期比 B
转变的长。
要求： 试样： φ10~15mm，厚1.0~1.5mm，具有相同的原始组
织（可通过退火或正火获得）。 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。
Hale Waihona Puke 6.1.1 IT图的建立1. 金相硬度法
步骤：
① 将一组试样（5～10个）加热奥氏体化。
② 迅速转入Ac1以下某一温度（如650℃）等温浴炉中， 分别停留不同时间（如t1、t2、t3…），随即迅速淬入 盐水中;
当钢中这类元素含量较高时，将使上述两种转变的C 曲线彼此分离，使IT图出现双C曲线的特征。这样，在 珠光体转变与贝氏体转变温度范围之间就出现了一个过 冷奥氏体的高度稳定区。
图6-6 Cr对C曲线的影响
2. 合金元素的影响
⑶ 主要合金元素的影响
1）Co的影响：溶入A中，使C曲线左移。 2）Ni和Mn的影响：C曲线右移，Mn的作用大于Ni； 3）Cr的作用：

第三章 钢的热处理
转变类型随等温温度变化
A1～560℃ 珠光体型转变 P 粗珠光体 细珠光体
560～230℃ 贝氏体型转变 B 上贝氏体 下贝氏体 < 230℃ 马氏体型转变 M
共析钢的奥氏体等温转变图
第三章 钢的热处理
第三章 钢的热处理 第2节 奥氏体转变图
第1讲 奥氏体等温转变曲线的建立和分析
第三章 钢的热处理
热处理工艺中，有两种冷却方式：
1（奥氏体的）等温转变
将已奥氏体化(A)的钢迅速冷却到A1点 以下某T，恒温转变
温度
保温
A1
T
加热
等温阶段: A发生转变
1
迅速冷却：A没有发生转变
时间 1 等温转变
共析钢奥氏体等温转变图 测定原理示意图
第三章 钢的热处理
奥氏体等温转变图分析
奥氏体等温转变图也叫C曲线
出现“鼻尖” 鼻尖温度(蓝点)，560℃
共析钢的奥氏体等温转变图
第三章 钢的热处理
共析钢的奥氏体等温转变图
转变开始前的时间称为孕育期 （即蓝色纵轴线和绿色开始转变线之 间的时间）
第三章 钢的热处理
第三章 钢的热处理
热处理工艺中，有两种冷却方式：
2（奥氏体的）连续冷却转变
A1
将已奥氏体化(A)的钢连续冷却，使其在 A1 以下 连续转变
温度
保温
加热
较高温度: A 2 连续冷却转变
第三章 钢的热处理
奥氏体等温转变图的建立
发现A开始 转变的时间
发现A转变 结束的时间
当T<TA时 属于中温转变 随△T ↑，孕育期 ↑ 转变 ↓
TA-560℃孕育期最短
温 TA 度
时间 共析钢的奥氏体TTT示意图

温
度
形核率（n）（个/毫米3•秒）
线生长速度（c）（毫米/秒）
转变一般所需时间）（秒）
0.001
100
0.004
36
0.01
9
0.026
3
0.041
1
2018/10/25
20
授课 朱世杰
奥氏体和钢在加热过程中的转变
1. 奥氏体的形核率 按均匀形核的条件，奥氏体的形核率 (1/S· mm3) 与温度的关系，可写作 ： Q W
2018/10/25
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授课 朱世杰
奥氏体和钢在加热过程中的转变
一. 奥氏体晶核的形成
共析钢奥氏体的形核（a）20s（b）25s（c）26s （d）30s（2000×）
形核观察
2018/10/25
6
0.95%C-2.61%Cr钢在800℃加热时奥 氏体形成的TEM照片（a）奥氏体在 渗碳体/铁素体界面形核；（b）奥氏 体在珠光体团的边界形核。
• △GV > 0，△T<0，γ→P • △GV = 0，△T>0，P、γ平衡 • △GV < 0，△T>0，P→γ满足条件； 因此，奥氏体形成的热力学条件：必 须在一定的过热度（T>A1）条件下 才能发生。
2018/10/25
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授课 朱世杰
奥氏体和钢在加热过程中的转变
2. 奥氏体形成的温度范围
• 钢的热处理依据之一是Fe-Fe3C相图 实际加热 理论温度 实际冷却 • Ac1、 A1（PSK线）、 Ar1 • Ac3、 A3（GS线）、 Ar3 • Accm、 Acm（ES线）、 Arcm
2018/10/25
共析钢奥氏体形成过程示意图 4

②11mm：水冷,按照等温图可得部分 P型组织，但实际上能得全部 M.,可 见应用CT曲线更符合实际情况。图 8为45Cr等温转变图 （IT）和CT图的比较 .
Hale Waihona Puke 3.转变产物 IT 转变是在一个温度进行的，其转变产物类型是一种。 CT 转变是在一个温度范围内进行的，其转变产物类型
可能不止 一种，有时是几种类型组织的混合。即使是同 一种类型的组织，也由于先期转变的与后期转变的因温度 不同，所得的组织粗细不同，如P→S→T ；B上→B下。
（2）碳化物形成元素，主要有铬、钼、钨、钒、钛等。这 类元素如熔入奥氏体中也将不同程度地降低珠光体转变和贝 氏体转变的速度；同时还使珠光体转变C曲线移向高温和贝 氏体转变C曲线移向低温。当钢中这类元素含量较高时，将 使上述两种转变的C曲线彼此分离，使IT 图出现双C曲线的 特征。这样，在珠光体转变与贝氏体转变温度范围之间就出 现了一个过冷奥氏体的高度稳定区，参见图 6-2（b）。
Fe3C的机械混合物，成为片状组织。但随着 T↓，片状 越细，按片层的粗细分别珠光体型组织划分为三类： 珠光体（P）、索氏体（S）、 屈氏体（T）
对T8而言，对应温度的相变组织和性能： A1～650℃： A→P 硬度 HRC32～11 650～600℃：A→S 硬度HRC32～38（属Fe、C原子
（三） IT 曲线与CT曲线的比较 1.用途
IT：仅能粗略地、定性地估计在连续冷却时的转变情况。 CT：能较准确地用来作为制定、分析热处理工艺的依据。 2.位置：CT在IT的右下方，即CT的过冷度、孕育期较IT大
图7含0.84%碳钢CT图与IT图
图8 40Cr钢IT图(虚线)与CT图
①13mm 钢板：油冷。按照等温转变图，应在690℃开始转变，640℃结 束，但实际上是660℃开始转变，590℃结束；

过冷奥氏体等温转变动力学图 （TTT图）
等温转变：将奥氏体的试样迅速冷至临界温度以下
的一定温度，进行等温，在等温过程中所发生的相
变。
过 冷 奥 氏 体 等 温 转 变 曲 图 (TTT ， Time Temperature Transformation)：用来描述转变开始和转变终了时间、 转变产物和转变量与温度、时间之间的关系曲线， 又叫C曲线、IT图。
第３类
（４）只有P转变区而无B转变区（4Cr13)或只有B转变 区而无P转变区(18CrNiV)。
（５）只有一条碳化物析出线，无P和B转变区（奥氏 体钢都具有这类曲线）。
第４类
第５类
（四）影响奥氏体等温转变图的因素 1、化学成分
（1）碳含量的影响 对珠光体部分：亚共析钢，随碳含量的增加C曲线右移。
这样在某一温度等温，将得到P+B或B+M混合组织。
（三）奥氏体等温转变图的常见类型
等温转变曲线形状只要取决于珠光体、贝氏体和马氏体的转 变曲线是 重叠的还是明显分开的，以及它们与纵轴间的相对位 置。
1、碳钢的基本类型
2、合金钢C曲线的常见类型
归纳起来大体上可以分为五种类型。
（1）单一C字形曲线，即P与B转变重叠（与碳素钢相似）。 除碳钢以外，含有Si、Ni、Cu、Co等合金元素（非碳化物 形成元素）的钢均属此类。
A晶粒愈细小，等温转变的孕育期愈短，加速过冷A向P的 转变；对B转变有相同的作用，但不如对P的作用大； Ms降低。
3、加热温度和保温时间的影响

当原始组织相同C曲线右移。
a)843.5℃ 奥氏体化，晶粒度No9 b)1065.6 ℃奥氏体化，晶粒度No3
2、等温淬火：获得下贝氏体。