过冷奥氏体等温转变动力学课件.ppt

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1、等温转变：将奥氏体的试样迅速冷至临界温度以下的一定温度，进行等温，在等温过程中所发生的相变。过冷奥氏体等温转变曲图(TTT，TimeTemperatureTransformation)：用来描述转变开始和转变终了时间、转变产物和转变量与温度、时间之间的关系曲线，又叫C曲线、IT图。研究目的：对相变机理、相变动力学以及影响因素进行研究；为工艺的制订提供理论基础。过冷奥氏体等温转变动力学图（TTT图）（一）TTT图的建立测量转变的方法很多，如金相法、硬度法、膨胀法、磁性法、电阻法、热分析法等。通常用金相硬度法和膨胀法配合使用，利用过冷

2、奥氏体转变产物的组织形态或物理性能的变化进行测定。试样制备：φ10~15mm×1.5mm，具有相同的原始组织奥氏体化：在相同条件下进行奥氏体化，要求奥氏体的化学成分均匀一致。等温转变：将奥氏化试样在选定温度的等温熔盐（或金属）中保温一系列不同时间，进行等温转变。淬火：将保温后的试样迅速取出，淬入盐水中。绘图：测出给定等温温度、等温时间下的转变产物类型、转变产物的百分数，并将结果绘制成等温转变动力学曲线（如图8-110a）。再转换成等温转变动力学图（如图8-110ｂ）（二）奥氏体等温转变图的特点开始线以左部分为过冷奥氏体区，转变终了

3、线以右区域为P或B区，两条线之间为转变过渡区（A+P或A+B），水平线MS为马氏体转变开始温度，MS以下为马氏体区。1、过冷奥氏体在不同温度等温分解都有一个孕育期。孕育期的长短随等温温度而变，鼻子点处的孕育最短，即，在此温度奥氏体最不稳定、最易分解。鼻子点的出现是因为转变的形核及长大均受C原子及Fe原子扩散的控制。2、等温温度对转变产物的影响（1）珠光体转变区A1~鼻子温度为P转变区，一般为片状，片间距离随温度降低而减小，屈服强度升高。（2）贝氏体转变区鼻子温度~MS为贝氏体转变区，分上贝氏体和下贝氏体区。贝氏体转变终了线以右不能

4、得到单一的贝氏体组织，而是贝氏体+残余奥氏体。（3）马氏体转变区MS以下为马氏体转变区，直到Mf。（4）珠光体与贝氏体、贝氏体与马氏体可能重叠这样在某一温度等温，将得到P+B或B+M混合组织。（三）奥氏体等温转变图的常见类型等温转变曲线形状只要取决于珠光体、贝氏体和马氏体的转变曲线是　重叠的还是明显分开的，以及它们与纵轴间的相对位置。1、碳钢的基本类型2、合金钢C曲线的常见类型归纳起来大体上可以分为五种类型。（1）单一C字形曲线，即P与B转变重叠（与碳素钢相似）。除碳钢以外，含有Si、Ni、Cu、Co等合金元素（非碳化物形成元素）

5、的钢均属此类。（2）双C字形曲线（两个鼻子在时间和温度轴上都不相同，P与B部分重叠）。1）P转变曲线右移比较显著，20Cr、40Cr、35CrMn2等。2）B转变曲线右移较为显著，GCr15、9Cr2、CrMn等。第２类（３）P与B转变曲线完全分开1）B转变曲线右移，Cr12、Cr12、VW18Cr4V等。2）P转变曲线右移，5CrNiMo、3Cr2W8、35CrNi3Mo等。第３类（４）只有P转变区而无B转变区（4Cr13)或只有B转变区而无P转变区(18CrNiV)。（５）只有一条碳化物析出线，无P和B转变区（奥氏体钢都具有这

6、类曲线）。第４类第５类（四）影响奥氏体等温转变图的因素1、化学成分（1）碳含量的影响对珠光体部分：亚共析钢，随碳含量的增加C曲线右移。过共析钢，随碳含量的增加C曲线左移。对贝氏体部分：随碳含量的增加C曲线总是右移的。（2）合金元素的影响一般规律：除Co以外，常用的合金元素的溶入(前提）均增加过冷奥氏体的稳定性，推迟转变和降低转变速度，使TTT曲线右移，并且可能对P和B转变有分离作用。（合金元素的影响见下图）2、奥氏体晶粒尺寸的影响A晶粒愈细小，等温转变的孕育期愈短，加速过冷A向P的转变；对B转变有相同的作用，但不如对P的作用大；M

7、s降低。3、加热温度和保温时间的影响当原始组织相同时，提高A化温度，延长保温时间，将促进碳化物溶解，也会使C曲线右移。a)843.5℃奥氏体化，晶粒度No9b)1065.6℃奥氏体化，晶粒度No34、塑性变形的影响无论高温和低温塑性变形，均加速过冷A的转变，Mｓ上升。原因：A、塑性变形增加位错密度，点阵畸变加剧，有利于C、Fｅ的扩散和点阵重构B、析出碳化物，奥氏体中C％以及合金含量降低C、诱发马氏体相变，是Mｓ上升。四、TTT图的应用举例1、分级淬火：表面和心部温度一致。2、等温淬火：获得下贝氏体。3、退火和等温退火：珠光体转变。

8、4、形变热处理：将形变强化和热处理强化结合。５、利用TTT曲线估算临界冷却速度Vｃ利用TTT图，通过经验公式估算钢的临界冷却速度Vｃ