讲座3-2铁碳相图的应用C曲线(课程思考题)64页PPT文档

– measure the rate of transformation at a constant temperature. In other words a sample is austenitised and then cooled rapidly to a lower temperature and held at that temperature whilst the rate of transformation is measured, for example by dilatometry. Obviously a large number of experiments is required to build up a complete TTT diagram.
钢在冷却过程中的组织转变
热处理中两种常用 的冷却方式：
1）等温处理 2）连续冷却
图中临界温度在这 指A化温度。
• 其中马氏 体是连续 冷却过程 形成， Ms,Mf不 属于等温 转变特征 点！
Time-temperature transformation (TTT) diagrams也称
过冷奥氏体的等温转变C曲线
铁碳相图的局限性与应用
一、局限性 1．反映的是平衡相，而不是组织 2．反映二元合金中相的平衡状态 3．没有反映时间的作用（为平衡条件下，没考虑冷却速度）
要解决以上疑问必须了解时间因素，如等温、实际非平 衡连续冷却过程相转变的规律；必须了解合金元素的对 相转变影响。 二、应用 1．选材 2．热加工工艺制定的基础
一、过冷奥氏体的等温转: 如前所述，将奥氏体化后的钢冷却到一定温度，保温，测
量A过冷转变开始和终了时间；将不同温度下的等温转变 开始点与终了点分别连成线即得C曲线。可以发现：
➢ 对共析钢A1以上：A稳定 A1以下：A不稳定，过冷
➢ C曲线有一最小孕育期(约过冷到550℃等温转变时）： 1)T↓，A——P的驱动力F提高 2)T↓——D↓
a. Cr、Mo、W、V、Nb、Ti强碳化物形成元素（也是其 封闭或缩小A相区的原因），降低奥氏体形成速度；
b. Co、Ni非碳化物形成元素（开启A相区原因），能加快 C在A中的扩散速度，加快A形成速度;
c.认为 Al、Si、Mn影响不大。
d.合金元素在A中的扩散系数远小于C! （对合金钢奥氏体 化处理时间与温度的影响？）
参考宋维锡《金属学》 p318
一、共析钢的奥氏体化（再加热奥氏体化目 的？）晶格改组和Fe，C原子的扩散过程。遵循形核、
长大规律:在晶界上形核，渗碳体溶解、铁素体通过点阵重 构转变成奥氏体，如下图所示。
共析钢奥氏体化温度Ac1及其转变式：
共析钢加热时在Ac1温度，奥氏体化转变式：
F(bcc,0.0218)+Fe3C(6.69) A (fcc, 0.77)
三、影响奥氏体化的因素
1．加热温度影响 不同温度下等温时奥 氏体化过程与时间的 关系如图所示；也称 奥氏体等温转变动力 学关系。 T↑→A化转变进程加 快 (D↑）
2．加热速度与珠光体中渗碳体层片 间距的影响
V↑（dT/dt)→转变开始温度↑，转变时间↓
3．合金元素影响（合金钢时要考虑的问题）
本节提纲
1.钢加热时的组织转变 2.奥氏体化 3.钢冷却时的组织转变 4.等温转变曲线
C-curve/ TTT(TimeTemperatureTransformation) 5.连续冷却曲线
CCT(Continuous Cooling Transformation） 6. 影响C曲线的因素
钢在再加热时的组织转变
实际转变温度：随加热（或冷却）速度增加， 偏离平衡转变温度A1（727℃）也愈大！
二．共析钢奥氏体化过程与机制
a. 界面形核 （优先在铁素体F与渗碳体Fe3C相界）； b. C扩散、铁素体晶格重构，奥氏体长大； c. 渗碳体完全溶解，碳成分不均匀的奥氏体； d. 碳在奥氏体中的均匀化。
共析钢奥氏体化过程与机制
奥氏体晶粒随温度的升高而稳定快速长大→本质粗晶钢；
奥氏体晶粒随温度升高到某一温度时，才迅速长大→本质 细晶钢。
本质粗晶粒钢和本质细晶粒钢
奥氏体晶粒长大趋势与特征
思考题： 1）如何测定钢的晶体粒度？ 2）如何测定钢本质晶粒度？
3．奥氏体晶粒度的控制
影响奥氏体晶粒度的因素
a. 加热工艺 加热温度，保温时间
重点掌握
1. 钢加热时组织转变及影响因素； 2. 本质晶粒度与实际晶粒度的含义，控制晶粒度大
小的因素； 3. 共析钢奥氏体等温冷却曲线中各条线的含义。C
曲线中各温度区域内奥氏体转变产物的组织形貌、 性能特点。 4. 非共析钢C曲线与共析钢C典线的差别；影响C曲 线的因素； 5. 奥氏体连续冷却转变曲线的特点，冷却速度对钢 的组织变化和最终性能的影响等； 6.影响C曲线的因素
4．奥氏体化前的原始组织影响
片状珠光体，片间距小→相界面多→碳弥散 度大→碳原子扩散距离短→奥氏体形核长 大比粒状原始组织中要快。
四、奥氏体晶粒大小及控制
1．晶粒度（grain size Index） : 表征晶体内晶粒大小的量度，通常用单位长度，面 积，体积内的晶粒数或晶粒度级别表示。
ASTM method （美国材料试验协会的晶粒度标 定法），通常用与晶粒大小标准图比较来确定钢 的晶粒度级别。
b. 成分的影响 A中C%↑（扩散速度增加）→A晶粒长大↑ 碳化物（MxC%，钉扎晶界）↑ →A晶粒长大↓
1)碳化物形成元素一般有细化晶粒作用； 2）Al脱氧钢或钢中含有V\Ti\Nb等容易形成氮化物、碳化 物元素，能抑制A长大→这类钢一般为本质细晶粒钢； 3）认为Mn 、P能促进A长大。
钢再加热奥氏体化的目的——再控制其冷却、获得 所需要的组织与性能
其中1-4为粗晶粒；5级以上为细晶粒。常分8级。
晶粒度的测定方法：930±10℃保温3~8小时(100×)
2．奥氏体起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度
➢ 起始晶粒度为（珠光体）加热刚转变成奥氏体时的晶粒度， 一般比较细。
➢ 实际晶粒度：加热或加工条件下获得的晶粒度。 ➢ 本质晶粒度：加热过程中，钢奥氏体晶粒长大的倾向。