钢的热处理--过冷奥氏体的等温转变
第二节 钢在冷却时的组织转变
1、过冷奥氏体的等温转变
处于临界点A1以下的奥氏体称过冷奥氏体。过冷奥氏体是非稳定组织,迟早要发生转变。
过冷奥氏体的转变方式有等温转变和连续冷却转变两种。
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两种冷却方式示意图 1——等温冷却 2——连续冷却
过冷奥氏体的等温转变图是表示奥氏体急速冷却到临界点A1 以下在各不同温度下的保温过程中转变量与转变时间的关系曲线。又称C 曲线或TTT曲线。 (Time-Temperature- Transformation)
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1、C曲线的建立 以共析钢为例: ⑴ 取一批小试样并进行奥氏体化。 ⑵ 将试样分组淬入低于A1 点的不同温度的盐浴中,隔一定时间取一试样淬入水中。
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⑶ 测定每个试样的转变量,确定各温度下转变量与转变时间的关系。 ⑷ 将各温度下转变开始时间及终了时间标在温度—时间坐标中,并分别连线。 转变开始点的连线称转变开始线。转变终了点的连线称转变终了线。
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A1-Ms 间及转变开始线以左的区域为过冷奥氏体区。转变终了线以右及Mf以下为转变产物区。两线之间及Ms与Mf之间为转变区。
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2、C 曲线的分析
⑴ 转变开始线与纵坐标之间的距离为孕育期。 孕育期越小,过冷奥氏体稳定性越小。 孕育期最小处称C 曲线的“鼻尖”。碳钢鼻尖处的温度为550℃。
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在鼻尖以上,温度较高,相变驱动力小。在鼻尖以下,温度较低,扩散困难。从而使奥氏体稳定性增加。 ⑵ C曲线明确表示了过冷奥氏体在不同温度下的等温转变产物。
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3、影响C 曲线的因素 ⑴ 成分的影响 ① 含碳量的影响:共析钢的过冷奥氏体最稳定,C曲线最靠右。由共析钢成分开始,含碳量增加或减少都使C 曲线左移。 Ms 与Mf 点随含碳量增加而下降。 与共析钢相比,亚共析钢和过共析钢C曲线的上部各
多一条先共析相的析出线。
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合金元素的影响除Co 外,凡溶入奥氏体的合金元素都使C 曲线右移。
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除Co 和Al 外,所有合金元素都使Ms 与Mf 点下降。
⑵ 奥氏体化条件的影响奥氏体化温度提高和保温时间延长,使奥氏体成分均匀、晶粒粗大、未溶碳化物减少,增加了过冷奥氏体的稳定性,使C 曲线右移。在使用C 曲线时应注意奥氏体化条件及晶粒度的影响。
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1、过冷奥氏体的等温转变
处于临界点A1以下的奥氏体称过冷奥氏体。过冷奥氏体是非稳定组织,迟早要发生转变。
过冷奥氏体的转变方式有等温转变和连续冷却转变两种。
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两种冷却方式示意图 1——等温冷却 2——连续冷却
过冷奥氏体的等温转变图是表示奥氏体急速冷却到临界点A1 以下在各不同温度下的保温过程中转变量与转变时间的关系曲线。又称C 曲线或TTT曲线。 (Time-Temperature- Transformation)
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1、C曲线的建立 以共析钢为例: ⑴ 取一批小试样并进行奥氏体化。 ⑵ 将试样分组淬入低于A1 点的不同温度的盐浴中,隔一定时间取一试样淬入水中。
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⑶ 测定每个试样的转变量,确定各温度下转变量与转变时间的关系。 ⑷ 将各温度下转变开始时间及终了时间标在温度—时间坐标中,并分别连线。 转变开始点的连线称转变开始线。转变终了点的连线称转变终了线。
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A1-Ms 间及转变开始线以左的区域为过冷奥氏体区。转变终了线以右及Mf以下为转变产物区。两线之间及Ms与Mf之间为转变区。
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2、C 曲线的分析
⑴ 转变开始线与纵坐标之间的距离为孕育期。 孕育期越小,过冷奥氏体稳定性越小。 孕育期最小处称C 曲线的“鼻尖”。碳钢鼻尖处的温度为550℃。
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在鼻尖以上,温度较高,相变驱动力小。在鼻尖以下,温度较低,扩散困难。从而使奥氏体稳定性增加。 ⑵ C曲线明确表示了过冷奥氏体在不同温度下的等温转变产物。
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3、影响C 曲线的因素 ⑴ 成分的影响 ① 含碳量的影响:共析钢的过冷奥氏体最稳定,C曲线最靠右。由共析钢成分开始,含碳量增加或减少都使C 曲线左移。 Ms 与Mf 点随含碳量增加而下降。 与共析钢相比,亚共析钢和过共析钢C曲线的上部各
多一条先共析相的析出线。
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合金元素的影响除Co 外,凡溶入奥氏体的合金元素都使C 曲线右移。
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除Co 和Al 外,所有合金元素都使Ms 与Mf 点下降。
⑵ 奥氏体化条件的影响奥氏体化温度提高和保温时间延长,使奥氏体成分均匀、晶粒粗大、未溶碳化物减少,增加了过冷奥氏体的稳定性,使C 曲线右移。在使用C 曲线时应注意奥氏体化条件及晶粒度的影响。
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