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第5章 过冷奥氏体转变动力学 本章重点与难点 重点：“TTT”图和“CCT”图分析 “TTT”图的类型 影响“TTT”图的因素 难点：影响“TTT”图的因素 概述 什么是过冷奥氏体? 冷却条件 平衡冷却 非平衡冷却 1. 连续冷却 2.等温冷却 5.1 过冷奥氏体等温转变动力学图（TTT图） 过冷奥氏体等温转变图（简称等温转变图）综合反映了过冷奥氏体在不同过冷度下等温转变的过程：转变开始和转变终了的时间、转变产物和转变量与温度和时间的关系。因其形状呈“C”形，所以又称C曲线，亦称“TTT”图或“IT”图。 TTT——Time, Temperature, Transformation IT——Isothermal Transformation 一、过冷奥氏体等温转变图的建立 测定方法 金相法、膨胀法、磁性法、电阻法、热分析法等。 测定依据 利用过冷奥氏体转变产物的组织形态或物理性质发生变化测定的。 1.金相法 试样准备 将共析钢加工成?10×1.5mm圆片状试样，并分成若干组，每组5~10片。 二、奥氏体等温转变图的分析 三、影响过冷奥氏体等温转变曲线  的因素 过冷奥氏体的等温转变曲线有多种多样，影响其位置和形状的因素较多，主要有以下几方面： 含碳量 合金元素 奥氏体的形态 含碳量对C曲线的影响 随着奥氏体含碳量增加，过冷奥氏体稳定性提高，C曲线右移；当含碳量增加到共析成分，过冷奥氏体稳定性最高；随着含碳量进一步增加，奥氏体稳定降低，C曲线反而左移。 含碳量越高，Ms点越低。 为什么共析钢过冷奥氏体最稳定？ 2. 合金元素的影响 溶入奥氏体中的元素 除Co、Al外，所有合金元素都增大过冷奥氏体稳定性，使C曲线右移，并使Ms点降低 。 * Mo的影响最强烈，W、Mn、Ni的影响也很明显。 * Si、Al的影响较小。 * 贝氏体——钢中加入微量贝氏体可以提高过冷奥氏体的稳定性。但随着含碳量的增加，贝氏体的作用逐渐减小。 碳化物形成元素 Cr、Mo、V、W、Ti等既使C曲线右移，又使其形状发生改变。 有些元素使珠光体转变温度提高，而贝氏体转变温度降低，是珠光体和贝氏体转变温度范围上下分离，形成两个“鼻子”，其间出现了一个过冷奥氏体温度区。 非碳化物或弱碳化物形成元素 Ni、Mo、Si、Cu、B等，只是不同程度降低珠光体和贝氏体的转变速度，使过冷奥氏体等温转变曲线向右移动，但不改变其形状。 合金元素只有溶入奥氏体中才会对过冷奥氏体的转变产生重要影响。 如果钢中同时含有几种合金元素时，其综合作用比单一元素的作用要更加复杂。 3. 奥氏体形态的影响 奥氏体晶粒度： 奥氏体晶粒越细小，晶界总面积↑，有利于新相的形核和原子的扩散，因此有利于先共析转变和珠光体转变，使珠光体转变线左移； 晶粒度对贝氏体转变的影响不大； 晶粒粗大，使Ms点↑，加快马氏体转变。 奥氏体的均匀程度： 奥氏体成分越均匀，则奥氏体越稳定，新相形核和长大过程中所需要的时间就越长，C曲线就越往右移。 因此，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，奥氏体的成分也越均匀，从而增加奥氏体的稳定性，使C曲线右移；反之，奥氏体化温度越低，保温时间越短，则奥氏体晶粒越细，未溶第二相越多，奥氏体越不稳定，使C曲线左移。 此外，由于形变会细化奥氏体晶粒，或者增加亚结构，因此，奥氏体在高温或低温进行形变也会显著影响珠光体转变速度。 一般来说，形变量越大，奥氏体向珠光体转变速度越快，珠光体转变线越向左移。 四、过冷奥氏体等温转变动力学图 的应用 TTT图反映了钢在等温冷却条件下过冷奥氏体转变规律，被认为是制定钢材热处理工艺规范的基本依据之一。 制定等温热处理工艺 制定形变热处理工艺 5.2 过冷奥氏体连续转变冷却图（CCT图） 它与共析钢相比有较大的差别。曲线中出现了先共析铁素体区和贝氏体转变区，且Ms点右端降低，这是由于先共析铁素体的析出和贝氏体转变使周围奥氏体富碳所致。 见下图。 过共析钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线 亚共析钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线 * * * * 钢加热至临界点以上，保温一定时间，将形成高温稳定组织——奥氏体。奥氏体过冷至临界点以下，在热力学上处于不稳定状态，在一定条件下会发生分解转变，这种在临界点以下存在的且不稳定的、将要发生转变的奥氏体就是过冷奥氏体 。 温度 时间 加热 保温 1 2 试验方法： 奥氏体化：将一组试样加热至奥氏体化。 等温处理：将奥氏体