2011材料工程基础—热处理－2.pptVIP

9.1.2 钢的冷却转变 同一种钢加热到奥氏体状态后，由于随后的冷却速度不一样，奥氏体转变成的组织不一样，因而所得的性能也不一样。 研究奥氏体冷却转变常用等温冷却转变曲线，即TTT曲线（过冷奥氏体在一定温度下随时间变化组织转变情况）及连续冷却转变曲线，即CCT曲线（过冷奥氏体依冷却速度变化组织转变情况）。TTT曲线是选择热处理冷却制度的参考，CCT曲线更能反映热处理冷却状况，作为选择热处理冷却制度的依据。 9.1.2 钢的冷却转变 热处理工艺曲线示意图 9.1.2.1 过冷奥氏体等温转变曲线 TA1时，奥氏体是稳定的，不发生分解。 TA1时，奥氏体即处于过冷状态，这种奥氏体称为过冷奥氏体。过冷A是不稳定的，会转变为其它的组织。钢在冷却时的转变，实质上是过冷A的转变，而过冷A的转变也是一个点阵重构和C的扩散过程。 9.1.2.1 过冷奥氏体等温转变曲线 一、过冷奥氏体的等温转变曲线 定义：过冷A向其他组织转变的转变量与等温保温时间的关系曲线（TTT曲线－Time Temperature Transformation或C曲线或IT曲线－Isothermal Transformation）。 测定方法： 金相－硬度法 膨胀法 磁性法 热分析法等 9.1.2.1 过冷奥氏体等温转变曲线 金相－硬度法: 将钢试样A化后冷却 到不同温度保温不同 时间后淬火，通过显 微镜观测判断过冷A 转变起始点，通过测 定硬度测试判断转变 终了点。 注：把过冷A有1~3% 发生转变的点定为转 变开始点。 9.1.2.1 过冷奥氏体等温转变曲线 9.1.2.1 过冷奥氏体等温转变曲线 二、共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线 9.1.2.1 过冷奥氏体等温转变曲线 过冷A的转变速度与温度（过冷度）的关系 9.1.2.1 过冷奥氏体等温转变曲线 为何不同温度下过冷A稳定性不同？ 过冷度较小时，由于过冷A和P之间的自由能差较小（相变驱动力较小），过冷A比较稳定，故孕育期很长，转变所需总时间也很长; 温度下降，过冷度增大，新旧相之间的自由能差不断加大，过冷A的稳定性最低，孕育期最短，转变速度最快； 继续降低温度，新旧相的自由能差不再起主导作用，原子扩散能力起主导作用，温度降低使扩散过程越来越困难，过冷A的孕育期和转变时间逐渐增长。 9.1.2.1 过冷奥氏体等温转变曲线 三、亚共析钢过冷A的等温转变曲线 9.1.2.1 过冷奥氏体等温转变曲线 亚共析钢的过冷A等温转变曲线与共析钢C曲线不同的是，在其上方多了一条过冷A转变为铁素体（F）的转变开始线。亚共析钢随着含碳量的减少，C曲线位置往左移，同时Ms、Mf线住上移。 ??? 亚共析钢的过冷A等温转变过程与共析钢类似。只是在高温转变区过冷A将先有一部分转变为F，剩余的过冷A再转变为P型组织。 9.1.2.1 过冷奥氏体等温转变曲线 四、过共析钢过冷A的等温转变曲线 9.1.2.1 过冷奥氏体等温转变曲线 过共析钢过冷A的C曲线的上部为过冷A中析出二次渗碳体(Fe3CII)开始线。当加热温度为Ac1以上30－50℃时，过共析钢随着含碳量的增加，C曲线位置向左移，同时Ms、Mf线往下移。 ??? 过共析钢的过冷A在高温转变区，将先析出Fe3CII，其余的过冷A再转变为珠光体型组织。 9.1.2.2 过冷奥氏体的转变及其产物 奥氏体冷却到A1温度以下，由于过冷A的自由能较其他组织的自由能高，所以将向其他组织转变。 高温转变区(A1－550℃的珠光体转变区) 中温转变区( 550℃－MS的贝氏体转变区) 低温转变区( MS以下的马氏体转变区) 9.1.2.2 过冷奥氏体的转变及其产物 一、高温转变（P转变） 转变温度： A1－550℃（扩散型转变） 转变产物：珠光体型组织 ，是铁素体和渗碳体的机械混合物，渗碳体呈层片状分布在铁素体基体上；转变温度越低，层间距越小。 按层间距大小，珠光体组织分为： 珠光体（P） 索氏体（S） 屈氏体（T） 9.1.2.2 过冷奥氏体的转变及其产物 9.1.2.2 过冷奥氏体的转变及其产物 珠光体 3800倍? 9.1.2.2 过冷奥氏体的转变及其产物 实际上，这三种组织都是珠光体，并无本质差别，且无严格的温度界限，其差别只是珠光体组织的“片间距”大小；形成温度越低，片间距越小，组织的硬度越高，屈氏体的硬度高于索氏体和粗珠光体 9.1.2.2 过冷奥氏体的转变及其产物 珠光体转变过程： 珠光体转变包括形核和长大两个基本过程。 珠光体的形核 珠光体由α和Fe3C两相构成，形核过程也包括这两相的形核过程。研究表