过冷奥氏体等温冷却转变曲线

过冷奥氏体等温冷却转变曲线
概述
●冷却是钢热处理时的最关键工序，冷却工艺不同可造成钢的热处理组织和性能有巨大差异，合理制订热处理工艺需要准确的理论依据。

●奥氏体的等温冷却转变曲线是冷却工艺的理论依据。

●实验研究建立奥氏体的等温冷却转变曲线的方法是本学科典型的研究方法之一。

内容
1.引言
2.过冷奥氏体等温冷却转变曲线的建立
3.过冷奥氏体等温冷却转变曲线分析
重点难点
1.引言
2.过冷奥氏体等温冷却转变曲线的建立
•3.过冷奥氏体等温冷却转变曲线分析
目标
掌握建立过冷奥氏体等温冷却曲线图的实验方法；掌握过冷奥氏体转变中的相变驱动力及原子扩理解热处理工
艺的全过程及
关键；能利用
过冷奥氏体等
温转变曲线分
析钢在热处理
过程中的各种
组织变化。

初步形成实
验研究解决
具体问题的
思维模式，
具备一定的
实验设计能
力。

知识目标能力目标
素质目标
学情分析
●授课对象为大学二年级第一学期或二年级第二学期的工科专业学生。

●学生对奥氏体在温度变化过程中的转变的认识往往还停留在铁碳相图这一阶段。

同时实验条件的不足使得用实验方法建立过冷奥氏体等温冷却转变曲线只能通过课堂讲授来理解，这对课程学习均产生不利影响。

设计
●主要采用讲授法教学，合理引导学生兴趣，提高课堂教学效率，采用线图、表格、金相照片等多种总结手段对比、归纳进行教学。

●精心设计课堂引言，动学生积极性，交代清楚本课堂要讲授和讨论的问题。

●注意讲授法和其他多种教学方法的有机结合。

过冷奥氏体的等温冷却转变曲线
热处理的三个步骤：-Step1.加热-Step2.保温-Step3.冷却图1-1 两种不同的热处理工艺-1.连续冷却转变-2.等温冷却转变-Step1.加热到高于A1的某个温度。

-Step2.在高于A1的某个温度长时间保温。

-Step3.以不同的冷却速度和方式冷却，其目的为获得不同的组织，使得钢具有不同的性能。

-Step1+Step2=奥氏体化-Step3 则是热处理的关键步骤
1. 引言
奥氏体转变为珠光体？
Step1+Step2=奥氏体化
获得微观组织: 均匀、稳定的奥氏体组织
Step3.当温度降低到低于723℃时:
1.稳定奥氏体→ 不稳定奥氏体
2.然后，不稳定奥氏体→?(unknow)
2.1. ?=珠光体
可以！这从相图中也可以直
接看出
2.2. ?=暂时未知
图1-2. 简化铁碳合金相图
●等温热处理试验
◆
共析钢等温热处理实验步骤：
Step1.加热；Step2.保温；Step3.淬火；
Step4.盐浴保温；Step5.淬火；
21
34
5
6
2. 过冷奥氏体等温冷却转变曲线的建立
◆步骤
Step1.加热
Step2.保温
Step3.淬火
Step4.盐浴
Step5.淬火
Step6.观察微观组织◆目的
1+2.奥氏体化，获得均匀稳定的奥氏体组织；
3.迅速降温至低于A1线的某个温度；
4.在3步所给定的温度下盐浴保温；
5.淬火以保留4步所获得的热处理微观组织；
6.观察区分第5步所获得
550
650
2s
5s
10s
30s
40s
过冷奥氏体+珠光体过冷奥氏体+珠光体
过冷奥氏体+珠光体
珠光体
过冷奥氏体
过冷奥氏体+托氏体
过冷奥氏体+托氏体
托氏体
在不同温度下保温将获得不同的组织；
如图，从上至下依次为：珠光体（P）；
索氏体（S）；
托氏体（T）；
上贝氏体（B上）；
下贝氏体（B下）；
马氏体（M）；
过冷奥氏体等温冷却转变曲线
每一种组织在不同的温度下都有转变的
开始和终了点，将开始点和终了点依次相连
就得到了过冷奥氏体等温冷却转变曲线。

1.as--Transformation-start point at Temperature(a);
2.af--Transformation-finish point at Temperature(a);
3.bs--Transformation-start point at Temperature(b);
4.bf--Transformation-finish point at Temperature(b);
5.cs--Transformation-start point at Temperature(c);
6.cf--Transformation-finish point at Temperature(c);
左实线—等温转变开始线；
术语释义
★过冷奥氏体等温转变曲线表示A过以不同速度冷却到临界点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。

因其形状又称C 曲线、S 曲线。

★过冷奥氏体等温转变曲线又称TTT曲线(Time-Temperature-Transformation diagram)
理解记忆
★将C 曲线分为上、中、下三区，中区又分为左、
中、右三区。

时间
温度A 1M S
M f
A
过冷
P B
M
A →M
A →B
A →P
转变开始线
转变终了线
奥氏体
3. 过冷奥氏体等温冷却转变曲线分析
A1
⑴转变开始线与纵坐标之间的距
离为孕育期。

●孕育期越短, A过稳定性越小。

●孕育期最小处称C 曲线的“鼻
尖”。

●碳钢鼻尖处的温度为550℃。

A1●在鼻尖以上，温度较高，相变
驱动力小。

即：
上部：随T ↓，△T↑，孕育期↓ ，
V 转变变快；
●在鼻尖以下，温度较低，扩散
困难。

A 过稳定性↑。

即：
下部：随T ↓，△T↑，孕育期↑，
V 变慢；
Why出现上述现象？
∵①上部：△T↑，△F也↑，相变驱动力↑;
②T↓，扩散系数D也↓，扩散能力↓。

∴有了C“鼻子”最佳转变条件处:
上部: △F 主宰，
下部: D 主宰。

⑵C曲线明确表示了A 过在不同温度下的等温转变产物。

实际生产中钢的热处理是否遵循等温
冷却转变曲线？举例说明。

如果不遵循等温冷却转变曲线则作何处理？
21。