钢在加热时的转变课件.pptVIP

一、钢的临界转变温度 二、奥氏体的形成及影响因素 三、影响奥氏体晶粒大小的因素 四、主要的加热缺陷 1 临界转变温度 A形成包括四个阶段： 2.2 亚（过）共析钢奥氏体（A）形成 非共析钢加热后的奥氏体要分两步完成： 第一步是加热到Ac1以上，完成珠光体的奥氏体化； 第二步是继续加热至Ac3 或Acc ｍ以上，完成铁素体或二次渗碳体的奥氏体化。 由此可见，对于非共析钢要获得单一奥氏体相，必须加热到Ac3 或Accｍ以上，才能完成全部奥氏体化。 2.3 影响奥氏体形成的因素 2. 合金元素： 3 奥氏体的晶粒大小的控制 钢的本质晶粒度示意图 3.2 奥氏体晶粒大小的影响因素 4 加热缺陷 氧化：高温作用下表面铁原子与加热介质中的氧、二氧化碳和水分子发生氧化反应，或者合金元素与氧化性介质在晶界氧化。 脱碳：保温过程中钢中固溶的碳原子与炉气中的氧、二氧化碳、水分子等发生反应，使表层的碳浓度降度。 过热：加热温度过高或者时间过长，晶粒显著粗大，使得性能变差的现象称为过热，过热可以挽救。 过烧：加热温度继续升高，奥氏体晶界严重氧化，甚至熔化，严重影响钢的性能，称为过烧，出现过烧无法挽救。 本课小结： 奥氏体化过程及必要条件，形核、长大、残余渗碳体溶解、均匀化； 影响奥氏体化的因素； 晶粒大小的表征方法和影响奥氏体晶粒大小的因素。 * 第一节 钢在加热时的组织转变 平衡转变温度： A1、 A3、Acm 实际加热时转变温度： Ac1、 Ac3、Accm 实际冷却时转变温度： Ar1、Ar3、Arcm 形核：铁素体和渗碳体相界面有利于形核（能量—相界面原子排列不规则处于高能状态；浓度—Fe3C高碳区为形核提供所需的碳原子） 奥氏体晶核长大：晶核形成后，处于F 与Fe3C与之间的A，两侧碳浓度不同，致使碳原子不断自高碳侧向低碳侧扩散，促使Fe3C不断溶解，A不断向两侧扩展而长大。与此同时又有新的晶核产生和不断长大，直至A晶粒彼此相碰，珠光体全部消失为止。 2 奥氏体形成过程 由于铁素体F的碳浓度与结构和奥氏体A接近，故铁素体先消失，而在所形成的奥氏体中尚有未溶解的渗碳体存在。 此时奥氏体的平均碳浓度低通过保温，剩余渗碳体的原子扩散，使奥氏体中的碳浓度均匀化。 A形核 A晶核 长大? 剩余 Fe3C溶解 ?? A 均匀化 未溶Fe3C 未溶Fe3C P（α＋ Fe3C） Wc%: 0.02 6.69 0.77 晶格：b.c.c 复杂晶格 f.c.c As（ ?） Ac1 Wc（％） s p A1 Ac1 A（?） （ α ＋ Fe3C） P 0.77 Fe 2.1 共析钢奥氏体形成过程 转变是靠铁、碳原子的扩散和铁原子的晶格改组来完成的。 若亚共析钢加热到Ac1～Ac3之间（两相区），获得A＋F组织；过共析钢加热到Ac1～Accm之间（两相区），获得A＋Fe3C组织，此时称为不完全奥氏体化加热。 将亚共析钢和过共析钢分别加热到Ac3或 Accm以上完全转变为A，此时称为完全奥氏体化加热。 Ac3 Accm Ac1 完全奥氏体化加热与不完全奥氏体化加热 : 2.3.1 加热温度 加热温度越高 奥氏体形成速度加快，转变所需要的时间也越短 A A A A A A 时间/s 温度/℃ A A A A A A τ3 τ2 τ1 τ4 2.3.2 加热速度 加热速度越快 奥氏体形成速度加快，转变所需要的时间也越短 d c Td Tc b a Tb Ta 珠光体 Ⅰ A1 时间 温度 奥氏体 Ⅱ Ac1 v1 v2 2.3.3 钢的原始组织 Fe3 C片间距↓ → 界面多，形核多 → 转变快 片层状珠光体比粒状珠光体更易于形成A Fe3C的形状和大小影响 A的形成。 2.3.4 化学成分的影响 1. 碳：含碳量升高→奥氏体的形成速度加快 （2）影响碳在奥氏体中的扩散速度。除Co、Ni外， 均减慢奥氏体形成速度。合金钢的加热保温时间更长。 （1）改变钢的临界点温度。如 Ni、Mn降低，Cr、W、Mo、V、Ti等提高临界点→奥氏体形成温度升高。 3.1 奥氏体晶粒度 式中：n----放大100倍时，每平方英寸 (6.45cm2)面积内观察到的平均晶粒数。 N-----晶粒度级别 通常1—4级为粗晶粒，5－8级为细晶粒，8级以外的晶粒称为超细晶粒。 标准晶粒度等级图 1. 起始晶粒度 ——刚完成P→A转变的A晶粒大小。 2. 实际晶粒度 ——在某一具体加热条件下得到的 奥氏体晶粒大小。 3. 本质晶粒度 ——反映了奥氏体晶粒长大的倾向性。 本质细晶粒钢：随加热温度