金属热处理原理-3讲义.ppt

* * * * * * * 一 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第三节 珠光体转变动力学 2、过共析钢 对于过共析钢，如果奥氏体转化温度在Acm点以上，则在珠光体等温转变动力学曲线的左上方也有一条先共析渗碳体析出线，该析出线随钢中碳含量的增加，逐渐移向左上方。 第三节 珠光体转变动力学 四、影响珠光体转变动力学的因素 影响珠光体转变动力学的因素概括起来可分为两类： 钢本身内在的因素，如化学成分、组织结构状态等； 外界施加因素，如加热温度、保温时间等。 第三节 珠光体转变动力学 （一）、钢的内在因素 1、碳含量的影响 亚共析钢，随着奥氏体中碳含量的增高，析出先共析铁素体的孕育期增长，析出速度减慢；同时，珠光体转变的孕育期也增长，转变速度减慢。 原因：在相同转变条件下，随着奥氏体中碳含量的增高，铁素体的形核率减少，铁素体长大需扩散离开的碳原子量增大，使铁素体析出速度减慢 。 第三节 珠光体转变动力学 过共析钢，在完全奥氏体化（加热温度超过Acm）情况下，随着奥氏体中碳含量的增高，碳在奥氏体中的扩散速度加快，渗碳体的形核率增大，析出先共析渗碳体的孕育期缩短，析出速度增大；而珠光体转变的孕育期也缩短，转变速度增大。故相对而言，共析钢的过冷奥氏体最稳定。如果不完全奥氏体化（加热温度在A1~Acm之间），加热组织为奥氏体+残余碳化物，则具有促进珠光体形核和晶粒长大作用，使珠光体转变孕育期缩短，转变速度加快。 第三节 珠光体转变动力学 2、奥氏体成分均匀性和过剩相溶解情况的影响 在生产实践中，钢件的奥氏体常处于不太均匀的状态，有时还有少量渗碳体微粒残存（这种情况因钢中含有稳定碳化物元素或晶粒粗大而加剧）。 奥氏体成分不均匀，将有利于渗碳体在高碳区形核、铁素体在低碳区形核，并加快了碳在奥氏体中的扩散，促进先共析相和珠光体的形成。未溶渗碳体既可作为先共析渗碳体的非匀质晶核，也可作珠光体领先相的晶核，也加快了珠光体的转变。 第三节 珠光体转变动力学 3、奥氏体晶粒度的影响 钢材的化学成分不尽相同，采用的脱氧剂也各异，在相同的加热条件下获得的奥氏体晶粒度也不相同。 奥氏体晶粒细小，单位体积内的晶界面积增大，珠光体的形核部位增多，将促进珠光体的形成。同理，细小的奥氏体晶粒也将促进先共析铁素体和先共析渗碳体的析出。 第三节 珠光体转变动力学 （二）、外在影响因素 1、加热温度和保温时间 加热温度和保温时间主要是通过改变奥氏体成分和组织状态来影响珠光体转变的。 提高加热温度或延长保温时间相当于增加奥氏体中的碳与合金元素的含量，使奥氏体的成分更均匀、晶粒更粗大，使珠光体的形核减少，降低形核率和长大速度，这些都使珠光体延长转变的孕育期增长，转变速度减慢。 第三节 珠光体转变动力学 2、应力和塑性变形 对奥氏体施加拉应力或进行塑性变形，将造成晶体点阵畸变和位错密度增加，有利于碳和铁原子扩散及点阵重构，所以促进珠光体的形核与长大。奥氏体塑性变形温度越低，珠光体转变速度越快。 对奥氏体施加压应力，将使原子迁移阻力增大，使碳和铁原子扩散及点阵重构困难，将降低珠光体形核率，减慢珠光体形成速度。 第四节 珠光体的力学性能 第四节 珠光体的力学性能 一、影响珠光体力学的因素 共析钢在获得单一片状珠光体的情况下，其力学性能与片层间距S0、珠光体团直径、珠光体中的铁素体的亚晶粒尺寸以及原始奥氏体晶粒大小都有密切的关系。 第四节 珠光体的力学性能 1、片层间距 珠光体的片层间距S0主要取决于形成温度，随形成温度的降低而减小。 随着S0的减小，珠光体的强度、硬度和塑性均提高。 第四节 珠光体的力学性能 珠光体的片层间距减小时，铁素体片和渗碳体片都变薄，相界面增多，抗塑性变形能力增强。同时，在外力作用下，这种薄片组织易通过滑移的方式产生塑性变形（参与变形的片层数多，变形越均匀，使在断裂前发生较大的塑性变形），使钢的塑性提高。 第四节 珠光体的力学性能 如果珠光体是在钢件连续冷却过程中形成的，则不同部位片层间距的大小不等（高温段形成的S0大而低温段形成的S0小），其结果是使钢的强度与塑性不均匀。片层间距较大的区域，在外力作用下，