奥氏体在冷却时的转变.
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M形态主要取决于高温A中的含碳量。即： WC%↑，淬火后组织中的M片↑，而M板条↓。 当WC>1.0%的钢淬火后组织几乎全是M片，
当 WC< 0.2 % 时几乎全是M板条。
板条M（低碳M 、位错M ）
片状M （高碳M 、孪晶M）
A′
片状M
2. 性能： 主要特点：高硬度
其强度、硬度取决定于M中的含碳量。 Wc％增加，硬度升高。
过冷奥氏体——在A1以下存在的尚未发生转 变的A。
二、过冷奥氏体等温转变曲线图(TTT或C曲线)
（一）C曲线的测定 以共析钢为例，采用金相法测定。 1. 制样：把钢材制成Φ15×1.5mm的圆片试样
（钻小孔，便于提取），分成若干组。
2. 奥氏体化：取一组试样，在盐炉内加热使之 完全A化。 3. 等温：将A化后的试样快速投入 A1 以下某一温
度的浴炉中进行等温转变，并开始计时。
4. 记时：每隔一定时间取出一个试样，进行高温 金相 组织观察。记录开始转变时间和转变终了 时间。
将其余各组试 样，用上述方法分别 测出不同等温条件下 A转变开始和终了时 间，最后将所有转变 开始时间点和终了时 间点标在温度—时间 (对数) 坐标上，并分 别连接起来，即得C 曲线。
过冷A转变开始线 过冷A转变终了线 相变线 P S 5 ～25HRC 25 ～35HRC
性能
P 转变
TΒιβλιοθήκη Baidu
3 5 ～40HRC
B 转变 M 转变
M转变开始线 M转变终了线
上B 40 ～50HRC 下B 50 ～60HRC
M+A′60 ～65HRC
硬 度 强 度 增 加
塑 性 韧 性 下 降
三、过冷奥氏体转变产物的组织形态及其性能
（一）珠光体转变(A1～550℃)
1、 珠光体的组织形态及性能 P——F与Fe3C片层相间排列的机械混合物，呈“贝壳状” 根据片层厚度不同，可分以下三种：
珠光体（P）
索氏体（S）
屈氏体（T）
珠光体转变的类型、特征及性能
温度/ ℃ A相变 A→P （珠光体） 层片间距 0.6～0.8μm 500×分清 HRC 性能
（二） 贝氏体转变——550℃~Ms（230℃） 半扩散型转变——碳原子扩散，铁原子不扩散。 1. 上贝氏体 A→ B上(550℃~350℃ )，光镜下呈羽毛状 。
电镜下可看到 Fe3C以不连续的短 杆状分布于许多平 行而密集的 F 条之 间。 塑变抗力低易 发生脆断 ，故其 强度和韧性较差， 工业上不应用。 HRC=40～45 B上显微组织光镜照片
4.2 奥氏体在冷却时的转变
一、奥氏体在不同冷却方式下的转变 二、过冷奥氏体等温转变曲线图(TTT或C曲线) 三、过冷奥氏体转变产物的组织形态及其性能 四、影响C曲线位置和形状的因素 五、C曲线的意义和应用 六、共析钢连续冷却转变CCT曲线简介
4.2 奥氏体在冷却时的转变
一、奥氏体在不同冷却方式下的转变
（一）极其缓慢冷却转变
按Fe－Fe3C平衡相图进行平衡转变。
共析钢平衡组织为： P 亚共析钢平衡组织为： F+P 过共析钢平衡组织为： P+Fe3CⅡ
（二）连续冷却转变 奥氏体在一定冷速下进行的转变。冷速不同，得 到的组织也不同，最终性能也不同。
（三）等温冷却转变
将A迅速过冷到A1以下某一温度，保温一 定时间，使过冷奥氏体在恒温下完成转变，然 后再冷却到室温。
1）碳在M中过饱和程度大，晶格畸变严重，残余 应力大； 2）片状M内的亚结构主要是孪晶。
• 低碳板条M的塑、韧性相当好的主要原因：
1）碳在M中过饱和程度小，晶格畸变轻微，残余 应力小； 2）板条M内的亚结构主要是位错。
3. M转变的特点 （1）非扩散性转变
仅发生铁的晶格改组而没有成分的变 化。
强度、硬度
过饱和的碳引起晶格畸变 转变过程中产生大量的晶体缺陷 （位错、孪晶等），引起组织细化 过饱和的碳以弥散、细小碳化 物的形式析出 固溶强化
细晶强化
弥散强化
塑性、韧性
主要取决于碳在M中的过饱和度和M的亚结构形式。
高碳M的硬度高，塑、韧性很差；
板条M强韧性好。
• 高碳片状M的塑、韧性均很差的主要原因：
B下 显微组织光镜照片
碳化物
碳化物
碳化物
B下转变过程示意图
（三）马氏体转变（Ms点以下）
马氏体：C在-Fe中的过饱和固溶体，用M表示。
无扩散型转变：仅发生Fe的晶格改组（面心立方→体心正方） M的晶体结构：体心正方晶格（a＝b≠c）。
1. M的组织形态：
• 主要有两种类型： 板条M（低碳M、位错M ） 片状M（高碳M、孪晶M ）
T t1 t2 tn t
共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线图建立
（二）图形分析
800 700 600 500 400 300
Ms
T/℃
A1
A
始 转变开
过 冷 A
A→P
转变结束
P 5~25HRC S
25~35HRC 35~40HRC 40~50HRC
A→S A→T
T
过 冷 A
A→上 B
A→下B
上B
下B 50~60HRC
200 100 0 -100 0
Mf
1.线、区说明 （5线、6区） 2.“孕育期” 即转变开始线 与纵坐标轴之 间的距离。 “鼻尖”处最 短， 既过冷A最易 发生转变。 3. 转变产物 P、S、T、B下 B上、M、A´
A→M
M+A'
60~65HRC
M
1
10
10
2
10
3
10
4
5 10 时间/s
C曲线区域、转变产物及其性能
A1~600
10～20 随片间距 减小，强 度、塑性 韧性升高
650~600
A→S （索氏体）
A→T （屈氏体）
0.25μm 1000×分清
0.1μm 5000× 分清
20～30
30～40
600~550
2、珠光体的转变过程
通过形核 Fe3C 长大来实现 Fe3C P A Fe3C
A
A
全扩散型转变——通过Fe、C原子的扩散和A晶格的 改组来实现。
α Fe3C
α
Fe3C
α
A晶界
α
B上转变过程示意图
2. 下贝氏体
A→ B下[350℃~Ms（230℃）]，光镜下呈黑色针状 。
F针是过饱和的——固溶强化 。电镜下Fe3C呈细短 条状，沿着与的长轴相夹的方向分列成排，均匀分布在呈 55 ～65°角的F针内——弥散强化。
强韧性好，硬度 为50～60HRC， 是工业生产上追 求的组织。可采 用等温淬火得到。 B下 黑色针状 A´ 白色块状 M 灰色针状
当 WC< 0.2 % 时几乎全是M板条。
板条M（低碳M 、位错M ）
片状M （高碳M 、孪晶M）
A′
片状M
2. 性能： 主要特点：高硬度
其强度、硬度取决定于M中的含碳量。 Wc％增加，硬度升高。
过冷奥氏体——在A1以下存在的尚未发生转 变的A。
二、过冷奥氏体等温转变曲线图(TTT或C曲线)
（一）C曲线的测定 以共析钢为例，采用金相法测定。 1. 制样：把钢材制成Φ15×1.5mm的圆片试样
（钻小孔，便于提取），分成若干组。
2. 奥氏体化：取一组试样，在盐炉内加热使之 完全A化。 3. 等温：将A化后的试样快速投入 A1 以下某一温
度的浴炉中进行等温转变，并开始计时。
4. 记时：每隔一定时间取出一个试样，进行高温 金相 组织观察。记录开始转变时间和转变终了 时间。
将其余各组试 样，用上述方法分别 测出不同等温条件下 A转变开始和终了时 间，最后将所有转变 开始时间点和终了时 间点标在温度—时间 (对数) 坐标上，并分 别连接起来，即得C 曲线。
过冷A转变开始线 过冷A转变终了线 相变线 P S 5 ～25HRC 25 ～35HRC
性能
P 转变
TΒιβλιοθήκη Baidu
3 5 ～40HRC
B 转变 M 转变
M转变开始线 M转变终了线
上B 40 ～50HRC 下B 50 ～60HRC
M+A′60 ～65HRC
硬 度 强 度 增 加
塑 性 韧 性 下 降
三、过冷奥氏体转变产物的组织形态及其性能
（一）珠光体转变(A1～550℃)
1、 珠光体的组织形态及性能 P——F与Fe3C片层相间排列的机械混合物，呈“贝壳状” 根据片层厚度不同，可分以下三种：
珠光体（P）
索氏体（S）
屈氏体（T）
珠光体转变的类型、特征及性能
温度/ ℃ A相变 A→P （珠光体） 层片间距 0.6～0.8μm 500×分清 HRC 性能
（二） 贝氏体转变——550℃~Ms（230℃） 半扩散型转变——碳原子扩散，铁原子不扩散。 1. 上贝氏体 A→ B上(550℃~350℃ )，光镜下呈羽毛状 。
电镜下可看到 Fe3C以不连续的短 杆状分布于许多平 行而密集的 F 条之 间。 塑变抗力低易 发生脆断 ，故其 强度和韧性较差， 工业上不应用。 HRC=40～45 B上显微组织光镜照片
4.2 奥氏体在冷却时的转变
一、奥氏体在不同冷却方式下的转变 二、过冷奥氏体等温转变曲线图(TTT或C曲线) 三、过冷奥氏体转变产物的组织形态及其性能 四、影响C曲线位置和形状的因素 五、C曲线的意义和应用 六、共析钢连续冷却转变CCT曲线简介
4.2 奥氏体在冷却时的转变
一、奥氏体在不同冷却方式下的转变
（一）极其缓慢冷却转变
按Fe－Fe3C平衡相图进行平衡转变。
共析钢平衡组织为： P 亚共析钢平衡组织为： F+P 过共析钢平衡组织为： P+Fe3CⅡ
（二）连续冷却转变 奥氏体在一定冷速下进行的转变。冷速不同，得 到的组织也不同，最终性能也不同。
（三）等温冷却转变
将A迅速过冷到A1以下某一温度，保温一 定时间，使过冷奥氏体在恒温下完成转变，然 后再冷却到室温。
1）碳在M中过饱和程度大，晶格畸变严重，残余 应力大； 2）片状M内的亚结构主要是孪晶。
• 低碳板条M的塑、韧性相当好的主要原因：
1）碳在M中过饱和程度小，晶格畸变轻微，残余 应力小； 2）板条M内的亚结构主要是位错。
3. M转变的特点 （1）非扩散性转变
仅发生铁的晶格改组而没有成分的变 化。
强度、硬度
过饱和的碳引起晶格畸变 转变过程中产生大量的晶体缺陷 （位错、孪晶等），引起组织细化 过饱和的碳以弥散、细小碳化 物的形式析出 固溶强化
细晶强化
弥散强化
塑性、韧性
主要取决于碳在M中的过饱和度和M的亚结构形式。
高碳M的硬度高，塑、韧性很差；
板条M强韧性好。
• 高碳片状M的塑、韧性均很差的主要原因：
B下 显微组织光镜照片
碳化物
碳化物
碳化物
B下转变过程示意图
（三）马氏体转变（Ms点以下）
马氏体：C在-Fe中的过饱和固溶体，用M表示。
无扩散型转变：仅发生Fe的晶格改组（面心立方→体心正方） M的晶体结构：体心正方晶格（a＝b≠c）。
1. M的组织形态：
• 主要有两种类型： 板条M（低碳M、位错M ） 片状M（高碳M、孪晶M ）
T t1 t2 tn t
共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线图建立
（二）图形分析
800 700 600 500 400 300
Ms
T/℃
A1
A
始 转变开
过 冷 A
A→P
转变结束
P 5~25HRC S
25~35HRC 35~40HRC 40~50HRC
A→S A→T
T
过 冷 A
A→上 B
A→下B
上B
下B 50~60HRC
200 100 0 -100 0
Mf
1.线、区说明 （5线、6区） 2.“孕育期” 即转变开始线 与纵坐标轴之 间的距离。 “鼻尖”处最 短， 既过冷A最易 发生转变。 3. 转变产物 P、S、T、B下 B上、M、A´
A→M
M+A'
60~65HRC
M
1
10
10
2
10
3
10
4
5 10 时间/s
C曲线区域、转变产物及其性能
A1~600
10～20 随片间距 减小，强 度、塑性 韧性升高
650~600
A→S （索氏体）
A→T （屈氏体）
0.25μm 1000×分清
0.1μm 5000× 分清
20～30
30～40
600~550
2、珠光体的转变过程
通过形核 Fe3C 长大来实现 Fe3C P A Fe3C
A
A
全扩散型转变——通过Fe、C原子的扩散和A晶格的 改组来实现。
α Fe3C
α
Fe3C
α
A晶界
α
B上转变过程示意图
2. 下贝氏体
A→ B下[350℃~Ms（230℃）]，光镜下呈黑色针状 。
F针是过饱和的——固溶强化 。电镜下Fe3C呈细短 条状，沿着与的长轴相夹的方向分列成排，均匀分布在呈 55 ～65°角的F针内——弥散强化。
强韧性好，硬度 为50～60HRC， 是工业生产上追 求的组织。可采 用等温淬火得到。 B下 黑色针状 A´ 白色块状 M 灰色针状