过冷奥氏体转变.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.1,过冷奥氏体等温转变动力学曲线,第三章 过冷奥氏体转变图,TTT,曲线,过冷奥氏体等温转变动力学图反映温度,-,时间,-,转变量三者之间的关系。,过冷奥氏体与奥氏体的区别,IT,曲线，,TTT,曲线，,C,曲线,3.1,过冷奥氏体等温转变动力学曲线,(Temperature-Time-Transformation),C,曲线,T,A1,Ms,Mf,AM,M+A,R,A,过冷,AB,AP,A,P,B,700,500,200,HRC,15,40,45,55,60,1,10,10,2,10,3,10,4,10,5,过冷奥氏体转变产物：,P,：,珠光体,B,：,贝氏体,M,：,马氏体,孕,鼻点,M,f,共析碳钢,C,曲线,高温,中温,低温,不同温度下转变产物不同；,高温转变产物,(A,1,550),珠光体,(P),扩散型,中温转变产物,(550M,S,),贝氏体,(B),半扩散型,低温转变产物,(,M,S,M,f,),：,马氏体,(M),非扩散型,存在孕育期,过冷奥氏体等温分解所需的准备时间,代表,A,过冷,稳定性。,存在鼻点：,孕育期最短，,A,过冷,最不稳定；,T,转,，产物硬度。,马氏体是过冷奥氏体连续冷却中的一种转变组织，非等温转变产物。将其画入，使过冷奥氏体等温转变曲线更完备、实用,亚共析钢、过共析钢的,C,曲线,以珠光体转变为例：,亚共析钢珠光体型转变式：,AF,先共析,+P,过共析钢珠光体型转变式：,A Fe,3,C,先共析,+P,亚共析钢 过共析钢,多一条先共析相析出线；,先共析相量随转变温度下降而减少，鼻点温度以下无先共析相析出。,转变温度的降低会抑制先共析相的析出；,当转变温度足够低，先共析相的析出被完全抑制,由非共析成分获得的共析组织称为伪共析体,为什么呈,C,字形（存在鼻点）？,过冷奥氏体转变速度与温度的关系,Ar,1,D,（,V,扩散,）,G,V,转变,T,D,、,G,、,V,转变,原因：,A,过冷,转变速度同时取决于驱动力和扩散能力，而,T,，,G,但,D,。,1.3.3,影响,C,曲线的因素,与奥氏体状态有关,1,化学成分,（,1,）,含碳量,：,理论：奥氏体中,C%,，,C,曲线右移。,F,相难析出,，,珠光体转变难进行，,实际,:,亚共析钢：,C%,，,C,曲线右移；,过 共 析：,C%,，,左移；未溶,Fe,3,C,指溶入奥氏体中的,C,0.9%C,0.9C+0.5Mn,0.9C+1.2Mn,0.9+2.8Mn,T,T,0.5C,0.5C+2%Cr,0.5C+4%Cr,0.5C+8%Cr,除,Co,、,Al,（,W,Al,2.5%,）,外，其它合金元素随,Me%,，,C,曲线右移,须溶入,A,中,（,2,）合金元素,T,Ms,Co,Al,Ni,Si,Cu,Mn,Si,Ni,Cu,Mn,Co,Al,外所有合金元素,非碳化物形成元素,只改变,C,曲线位置：,如,Co,Al,Ni,Cu,Si,强碳化物形成元素的影响,T,中强碳化物形成元素,Cr,的影响,强碳化物形成元素,W,Mo,V,Ti,Nb,等的影响,W,Mo,V,Ti,Nb,等,改变,C,曲线位置和形态,合金元素影响机理,1,组织转变前合金元素重新分配需时间,2,改变,C,在铁中的扩散速度,3,改变钢的临界点,降低,A,1,等,T,。,4,改变铁原子的自扩散速度,金属材料学,碳化物形成元素改变,C,曲线位置和形状,Cr,、,W,、,Mo,、,V,、,Ti,、,Nb,、,Zr,等；,对,Ms,点的影响：,Co,、,Al,使,Ms,，,其它合金元素使,Ms,愈细，成分及组织愈不均匀，未溶第二相愈多，,A,稳定性越差,左移。,T,、,t,，,晶粒粗大，成分、组织均匀，,A,稳定性,右移。,其它：应力和塑性变形,2,奥氏体组织,3.2,过冷奥氏体连续冷却转变曲线,(,Continous,Cooling Transformation-CCT),V,c,：,连续冷却中全部,A,过,M,的最小,V,冷,临界淬火速度,上临界冷却速度,V,C,：,连续冷却中全部,A,过,P,的最大,V,冷,下临界冷却速度,：,P,；,：,M,；,：,P+M,共析碳钢,TTT,与,CCT,曲线,A1,Ms,Mf,T,C,C,Vc,Vc,M,M+P,P,共析碳钢,CCT,曲线,共析碳钢,TTT,曲线,P,S,P,k,Vc,2 CCT,曲线与,TTT,曲线的比较,（,1,）共析碳钢的,CCT,曲线位于,TTT,曲线的右下方，即开始转变的温度下降，时间推迟，孕育期延长；,（,2,）共析碳钢及过共析碳钢的,CCT,曲线中无贝氏体转变区，而亚共析碳钢的,CCT,曲线有贝氏体转变区；,CCT,曲线与,C,曲线的关系,Z,i,i,Z(T),珠光体转变中止线,等温转变时,：,在温度,T,下，等温的孕育期为,Z(T),，则在温度,T,下保温,时间所消耗的孕育期为：,引入过冷奥氏体的孕育期消耗,为什么,CCT,曲线位于,C,曲线右下方？,每一个极小的时间段 都对应一个相应的温度,T,i,，同时在,C,曲线上也对应一定的孕育期,Z,i,，在任一温度,T,i,下，孕育期消耗量,从,A,1,冷至,T,n,时的,IP,为,:,连续冷却转变时,：,这就是说，冷却速度为,的冷却曲线与,C,曲线转变开始线相交时,(,温度为,T,n,),，,IP V,C,时，,A,过冷,M,；,当,VV,C,时，,A,过冷,P,；,当,V,C,V V,C,时，,A,过冷,P+M,(,或,P+B+M),实际中复杂：,例如,大型锻件的逆硬化现象,大型锻件逆硬化现象的解释,V,2,淬火,淬火,温度,T(),A,1,T,P,P,T,R,V,1,时间,在空气中预冷,珠光体转变中止线,V,2,现象：,大型锻件在淬火时，如果在空气中停留时间比较长，则淬火后，锻件的表面硬度会低于内部硬度,逆硬化。,锻件表面,锻件内部,解释：,在锻件表面，由于在空气中预冷,(,从临界点,A,1,到,P,点,),，空冷冷速,(),低于淬火冷速,(),，当继续以淬火冷速,(),冷却到,T,R,温度时，孕育期消耗量已超过,1,，从而发生部分珠光体相变，使淬火后的表面硬度下降。而在锻件内部，从,A,1,点到,T,R,温度，一直以淬火冷速,(),冷却，孕育期消耗量小于,1,，未发生珠光体相变，全部淬成马氏体组织，所以硬度反而比表面高。,4 CCT,与,TTT,的应用,：,（,1,）从,CCT,曲线可获钢的真实临界淬火速度,V,C,及,V,C,，为,热处理（淬火、退火等）提供依据；,（,2,）从,TTT,曲线可获知等温处理的有关数据；,（,3,）利用,TTT,曲线近似代替,CCT,曲线。如确定转变产物、,始,及,终,、,V,C,等。,*,连续冷却的,V,C,值是等温冷却,C,曲线中与鼻点相切的,V,C,的,1/1.5,倍，故可用等温冷却,C,曲线中,V,C,估算,.,5,亚共析钢、过共析钢的连续冷却转变曲线,65%F,+,35%P;,60%F,+,40%P;,22%F,+,72%P,+,2%B,+,余量,(4%)M,5%F,+,9%P,+,7%B,+,余量,(79%)M,100%,（,M+A,R,）,M,B,P,F,A,HB 550 390 240 210 180,60,40,22,72,2,5,9,7,65,35,