第三章 奥氏体的形成.ppt

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1、第三章奥氏体的形成3.1、奥氏体的形成3.2、奥氏体形成机理3.3、奥氏体转变动力学3.4、奥氏体晶粒长大及其控制AB+LⅠ是不是所有的金属材料都可以进行热处理呢？只有固态相变发生的合金才能进行热处理。ⅡEFG912℃SPQ1148℃727℃AFA+FA+Fe3CF+Fe3CKFe3CFeA1AcmA3T℃↑→C%δ奥氏体的形成是钢在加热过程中，由珠光体转变成奥氏体的过程。相转变：F+Fe3CA碳含量：0.02%6.69%0.77%点阵结构:bcc复杂斜方fcc一、奥氏体的组织和结构1.奥氏体组织多边形的等轴晶粒

2、2.结构碳在γ-Fe中的间隙固溶体(书图2.3)3.1、奥氏体的形成二、奥氏体性能室温不稳定相高塑性、低屈服强度利用奥氏体量改善材料塑性顺磁性能测残余奥氏体和相变点线膨胀系数大应用于仪表元件导热性能差耐热钢比容最小利用残余奥氏体量减少材料淬火变形3.1、奥氏体的形成三、奥氏体的形成与铁碳相图EFG912℃SPQ1148℃727℃AFA+FA+Fe3CF+Fe3CKFe3CFeA1AcmA3T℃↑→C%δ3.1、奥氏体的形成平衡加热状态实际加热状态（非平衡态）A形成的条件——过热1.平衡加热状态亚共析钢的奥氏体化•室温下组

3、织为F+P。•A1以上，F+A•A3以上，AAFT℃CFeA1A3Acm过共析钢的奥氏体化•室温下组织为P+Fe3C•A1以上，Fe3C+A•Acm以上，A•在A1〜Acm之间的奥氏体化，称为不完全奥氏体化，热处理工艺中常用。AFT℃CFe1.平衡加热状态A1A3Acm2.实际加热状态（非平衡态）实际加热或冷却都是在较快的速度下进行（非平衡过程），实际转变温度与相图中的临界温度存在一定的偏离，会出现滞后。也即G=GA-Gp＜0才发生转变。加热时：实际转变温度移向高温，以Ac表示Ac1、Ac3、Accm冷却时：实际转变温度

4、移向低温，用Ar表示Ar1、Ar3、Arcm转变温度Ac1Ac3AccmA3AcmArcmAr3Ar1A1AGSEPQF727℃1148℃P+CmF+P2.110.770.0218FeC%→GT℃A1=727℃GPGA△GV△T3.A形成的条件过热（T>A1）过热度↗，Ac1↗，驱动力↗，转变速度↗。3.2、奥氏体形成机理形核+长大1.奥氏体的形核球状珠光体中：优先在F/Fe3C界面形核片状珠光体中：优先在珠光体团的界面形核也在F/Fe3C片层界面形核Fe3CF珠光体团界FFe3CAF+Fe3CAAc1以上加热球状P形核

5、片状P形核(珠光体类组织向A转变）(以共析钢为例）奥氏体在F/Fe3C界面形核原因：(1)易获得形成A所需浓度起伏，结构起伏和能量起伏.(2)在相界面形核使界面能和应变能的增加减少。△G=-△Gv+△Gs+△Ge-△Gd△Gv—体积自由能差，△Gs—表面能，△Ge—弹性应变能相界面△Gs、△Ge较小，更易满足热力学条件△G<0.A3AcmA1AGSEPQF727℃1148℃P+CmF+P2.110.770.0218FeC%→℃7387808200.230.930.410.680.890.791.奥氏体的形核2.奥氏体的长

6、大3.2、奥氏体形成机理A的长大是通过渗碳体的溶解，C原子在A中的扩散以及A两侧界面向F和Fe3C推移来进行的。A长大方向基本垂直于片层和平行于片层。4s6s8s15sT1AFT℃CCA/Fe3CCA/FCF/ACF/Fe3CAFe3CFT1CA/Fe3CAAT℃FeCF/Fe3CCCA/FCF/A垂直于片层长大受控于C在A中扩散，C在F中扩散起促进作用。Fe3CFA奥氏体长大方向平行于片层A平行于片层长大速度>垂直于片层长大速度45钢在735℃加热10min的组织15000×1.奥氏体的形核2.奥氏体的长大片状珠光体奥

7、氏体向垂直于片层和平行于片层方向长大.球状珠光体奥氏体的长大首先包围渗碳体,把渗碳体和铁素体隔开,然后通过A/F界面向铁素体一侧推移,A/Fe3C界面向Fe3C一侧推移,使F和Fe3C逐渐消失来实现长大的.3.2、奥氏体形成机理原始组织5S8S15S球状P向A的转变3.残余碳化物的溶解残余碳化物:当F完全转变为A时，仍有部分Fe3C没有转变为A，称为残余碳化物。∵①A/F界面向F推移速度>A/Fe3C界面向Fe3C推移速度②刚形成的A平均含碳量

8、扩散,Fe3C向A晶体点阵改组实现的.1.奥氏体的形核2.奥氏体的长大3.2、奥氏体形成机理AFe3CFT1CA/Fe3CAFT℃FeCF/Fe3CCCA/FCF/A3.残余碳化物的溶解1.奥氏体的形核2.奥氏体的长大3.2、奥氏体形成机理4.奥氏体的均匀化奥氏体的不均匀性：即使Fe3C完全溶解转变为奥氏体，碳在奥氏