第3章 奥氏体相变幻灯片.pptVIP

均匀形核 非均匀形核 0.1%C钢奥氏体等温形成图 共析钢的等温形成图 第四节　非平衡组织的A形成 非平衡组织－淬火组织及淬火后并不充分回火组织：淬火马氏体，回火马氏体贝氏体、等 非平衡组织奥氏体化时，因成分和加热条件不同，可能同时得到针状或颗粒状两种形态奥氏体晶粒。 （一）针状A晶粒的形成及长大 钢的成分：低中碳钢 形成温度：在Ac1~Ac3之间 形核位置：小角晶界上（原始M板条之间形成） 在形成Aa同时也会形成Ag Aa的形成机制 形核：Aa核在板条条界上、碳化物旁形成。由于板条条界是小角晶界，故Aa核可以与两侧均形成共格或半共格晶界，保持K－S关系。由于共格或半共格界面能量低，故形核功小，在不大的过热度下即可形成。 长大：形核后依靠碳化物的溶解与碳在F与A中的扩散而长大。但因核两侧均为共格或半共格晶界，活动性差，而条界又可以提供长大所需的碳原子，故沿条界长大速度大，长成针状A。 合并:由于同一板条束内的Aa均具有相同的空间取向，故相遇时合并成一个大颗粒状A（组织遗传）。 针状A形成示意图 二、颗粒状A(Ag)的形成与长大 在淬火组织已经发生一定分解后形成 形成位置：在大角晶界（容易在原A晶界形成，或板条马氏体束界及块界形成） 温度：随过热度增大，形核率增加，通常在Ac3附近形成 加热速度越快，形核率增大 颗粒状A形成机制 形核在原A晶界上碳化物旁边形成。 新形成的核与一侧保持共格或半共格关系,界面能低，两者之间存在一定位向关系，而另一侧无共格联系，界面能高。故Ag形核功高，必须在较大的过热度下才能形成。 A核形成后，依靠碳化物溶解，碳在F与A中的扩散而长大。由于非共格晶界活动性大，而共格与半共格晶界活动性小，故只有Ag核的一侧的非共格晶界向母相推进，形成球冠状晶粒而另一侧保持平直。 A形态与加热速度的关系 慢速加热或快速加热时易形成Aa 中速或较快速加热时易形成Ag 慢速：1－2oC/min 快速：＞1000oC/s 中速：介于慢速与快速之间 加热速度的影响 高速或慢速加热 出现组织遗传,保留原始粗大晶粒 中速加热 可消除组织遗传,细化晶粒 M板条间的Aa和M板条束间的Ag 针状A晶粒合并长大示意图 颗粒状A形成示意图 加热速度对非平衡态钢A转变组织的影响 v1v2v3v4v5 淬火马氏体 回火马氏体 本章小结 A的结构、组织、性能 A形成过程的四个阶段 A等温形成动力学的特点，共析钢与亚共析钢对比。 晶粒长大及其影响因素 小结 A是C的固溶体，为面心立方结构，C位于面心立方结构的八面体间隙位置，最大固溶度2.11% A的形成过程为四个阶段：形核，核长大，Fe3C溶解，A均匀化 A形成受温度、化学成分、原始组织的影响，亚共析钢的转变过程比共析钢慢 作业 6,7,8,9,13,14,15 晶体结构 γ γ-Fe  奥氏体转变 马氏体转变 贝氏体转变 珠光体转变 临界温度 低碳M　　　　高碳M 不平衡组织 平衡组织 通过缓慢冷却所得到 的珠光体以及先共析 铁素体与渗碳体等组织 P (pearlite) P＋F (Ferrite) P＋ Fe3C (Cementite) 平衡组织 F+P P 　 片状Fe3C+F(基体） 球状Fe3C+F(基体）  钢中碳含量对A转变50%时间的影响 2. 共析钢等温转变动力学图特点 　1）转变需要孕育期 　2）曲线呈S型 　　　初期：速度随时间加快； 　　　50%后：速度下降 　3）随温度升高，孕育期缩短，速度加快 　　　 3.影响P转变为A的因素 温度　形核率与线长大速度随温度升高而增加 碳含量：A形成速度随C%增加而增加 原始组织　P中Fe3C片厚度和颗粒大小影 　响A形成过程及形成速度. 　片状大于颗粒状；片层越小，速度越大 合金元素：改变临界点位置、影响C扩散速度；形成各种碳化物（K）  Q-激活能,W-临界晶核形成功 形核率: 长大速率: 二、亚共析钢A等温形成动力学 共析钢　　　　　 临界点以上为单相区　 加热前组织为P　　　 亚共析钢 临界点以上为两相区 加热前组织为F＋P 发生A转变时F和P哪个先 转变为A？ 亚共析钢两相区等温转变过程示意图 1.两相区转变的三个阶段 A核在F与P交界面形成后，快速长进P直到P全部转变为A为止。 A向先共析F慢速长进。转变停止时为两相组织，等温温度越高，未转变的F量越少。 A与F间的最后平衡。 结论：亚共析钢在两相区的转变与共析钢相比在相同温度下的转变要慢得多。 2.亚共析钢A转变的特点 珠光体首先转变为A。受C在A中扩散控制，速度较快。 A向F界面推移，使F慢慢转变为A。受C在F中扩散所控制。C原子作较长距离的扩散，形成速度极慢。 转变速度与碳含量有关，碳含量越高，转变速度越快。 　3.3