关于钢的过冷奥氏体转变图 (2)课件
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3
金相法
步骤： ① 制备试样：φ10-15mm，厚1.5-2mm，具有相同的原始组
织（可通过退火或正火获得）。 ② 奥氏体化：所有试样均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。 ③ 等温转变：将奥氏化后的试样迅速转入给定温度的等温浴
炉中保温一系列时间。 ④ 淬火：将保温后的试样迅速取出淬入盐水中。 ⑤ 绘图：测出给定温度、时间下的转变产物类型、转变产物
➢ 在实际热处理中，不仅仅是在等温过程中有相转变的发生， 在冷却过程中同样存在着相变过程并且对材料的性能有着 重大的影响。因此，很多热处理工艺都是在连续冷却条件 下进行的，如淬火、正火、退火等。
➢ 连 续 冷 却 转 变 图 通常 称 为 CCT图 （ Continuous Cooling Transformation)
1）钴的影响：溶入A中，使C曲线左移。
2）Ni的影响：C曲线右移 3）Mn的影响：C曲线右移
Mn的作用大于Ni
4）Cr的作用：①C曲线右移，对B的推迟作用大于对P的推迟作用；
②C曲线分离，3% Cr，完全分离。
5）Mo和W的影响：推迟P转变，对B转变影响不大。
6）B的影响：微量，过冷奥氏体的稳定性
18
分数所需时间。 缺点—无法测出过共析钢的先共析产物的析出线、 亚共析钢
珠光体转变的开始线。Why？ 渗碳体没有磁性
6
其它方法
4.热分析法：利用钢相变时的热效应。 优点—适用于潜热大、转变速率快的过程，如熔化、凝固、
M相变 缺点—不适用潜热小、转变速率慢的过程，如大部分扩散
型固态相变 5.电阻法:利用相变时电阻值的变化 优点—测量时间短，需要试样少； 缺点：精度不高
19
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的
转变，对B转变的加速不如对P的作用大。
3、原始组织、加热温度和保温时间的影响
➢在相同的加热条件下，原始组织越细，越容易得到均匀的
Baidu Nhomakorabea
A，使等温转变曲线右移，Ms降低。
➢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。 4、塑性变形的影响
13
（4）只有贝氏体转变的C曲线 在 含 碳 量 低 （ wc<0.25% ） 而含Mn、Cr、Ni、W、 Mo量高的钢中，扩散型 P转变受到极大阻碍。
（5）只有P转变的C曲线 中碳高铬钢等 能抑制B转变 的C曲线
14
（6）在MS点以上整个温度区内不出现C曲线。 这类钢通常称为奥氏
体钢，高温下稳定的奥 氏体组织能全部过冷至 室温。但有可有过剩碳 化物的析出，使得在Ms 点以上出现一个碳化物 析出的C形曲线。
22
一 CCT图的建立
1. 金相—硬度法：加热A化恒定冷速至不同温度，立即急冷。 组织观察测量硬度M转变量-时间-冷速关系曲线，对应到 T—t 图上。 2. 端淬法：标准试样-- 25×100㎜等距钻孔。末端喷水不 同时间，各点冷速不同，对各点进行金相观察各点转变 产物及相对量。 3. 膨胀法：利用膨胀仪测定膨胀曲线的有关转折点。
15
四 影响奥氏体等温转变图的因素
1. 化学成分 2. 奥氏体晶粒尺寸的影响 3. 原始组织、加热温度和保温时间的影响 4. 塑性变形的影响
16
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。
7
二 奥氏体等温转变图（C曲线）的特点
温度
A1
稳定A
开始线
过冷A
Ms M+A
Mf
M
时间
终止线
转变产 物区
A与产物 共存区
两条曲线
三条水平线
六个区域
特点：
① 过冷奥氏体在不同 温度的等温转变都 有一个孕育期；
② 随温度下降，孕育 期先缩短后增加；
③ 过冷奥氏体在不同 温度范围内的转变 产物不同（P、B、 M、多相共存）
的百分数，并将结果绘制成曲线。
4
优点—直观 缺点—结果不连续、费时
5
其它方法
2.膨胀法：利用钢在相变时发生的体积变化。AFPBM 优点—测量时间短，需要试样少； 缺点—拐点的确定。 3.磁性法：利用奥氏体为顺磁性，其转变产物F、B、M为铁
磁性的特点。 优点—试样少、测试时间短和易确定各转变产物达到一定百
关于钢的过冷奥氏 体转变图 (2)
1
第一节 过冷奥氏体等温转变图
等温转变图：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 等温转变图的类型？ S曲线（IT曲线） C曲线（TTT曲线）
2
一 过冷奥氏体等温转变图的建立
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。 ➢测量转变的方法很多，金相法、硬度法、膨胀法、磁性法、 电阻法、热分析法等。
无论高温和低温塑性变形，均加速过冷A的转变。
原因：未经变形的A向P转变时仅在晶界形核，而变形后，过
冷A在等温转变时，可出现晶内形核。
20
第一节 过冷奥氏体的等温转变图 第二节 过冷奥氏体的连续冷却转变图 第三节 过冷奥氏体转变图的应用
21
第二节 过冷奥氏体连续冷却转变图
➢ TTT图反映的是过冷A等温转变的规律，可以用来指导热 处理工艺的制定。
8
转变产物组织
珠光体组织
下贝氏体组织
马氏体组织
9
三 奥氏体等温转变图的常见类型 1、碳钢的基本类型
只有一个鼻子点，即珠光体转变与贝氏体转变重叠，亚（ 过）共析钢比共析钢多出一个F析出线和θ析出线。
10
2、合金钢C曲线的常见类型
归纳起来大体上可以分为六种类型： (1) 具有单一的C字形曲线。除碳钢以外，含有Si、Ni、Cu、 Co等合金元素（非碳化物形成元素）的钢均属此类。
17
2.常见合金元素的影响
除钴、铝（>2.5%）外 凡溶于A中----C曲线右移 未溶于A中----C曲线左移 不改变C曲线位置
非（弱）碳化物形成元素：Ni、Mn、Si、Cu、B
C曲线形状
C曲线右移、Ms点下降
碳化物形成元素：Cr、Mo、W、V、Ti
影响鼻温 P转变移向高温 B转变移向低温
C曲线分 离
11
（2）具有双C字形曲线，两个鼻子在时间轴上相近，在温 度轴上不同，P与B部分重叠，如37CrSi具有这样的C曲线。
12
（3）具有双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 ， 20 Cr 、 40Cr 、 35CrMn2、40CrMn等。 2）B转变曲线右移较为 显 著 ， GCr15 、 9Cr2 、 CrMn、CrWMn等。
金相法
步骤： ① 制备试样：φ10-15mm，厚1.5-2mm，具有相同的原始组
织（可通过退火或正火获得）。 ② 奥氏体化：所有试样均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。 ③ 等温转变：将奥氏化后的试样迅速转入给定温度的等温浴
炉中保温一系列时间。 ④ 淬火：将保温后的试样迅速取出淬入盐水中。 ⑤ 绘图：测出给定温度、时间下的转变产物类型、转变产物
➢ 在实际热处理中，不仅仅是在等温过程中有相转变的发生， 在冷却过程中同样存在着相变过程并且对材料的性能有着 重大的影响。因此，很多热处理工艺都是在连续冷却条件 下进行的，如淬火、正火、退火等。
➢ 连 续 冷 却 转 变 图 通常 称 为 CCT图 （ Continuous Cooling Transformation)
1）钴的影响：溶入A中，使C曲线左移。
2）Ni的影响：C曲线右移 3）Mn的影响：C曲线右移
Mn的作用大于Ni
4）Cr的作用：①C曲线右移，对B的推迟作用大于对P的推迟作用；
②C曲线分离，3% Cr，完全分离。
5）Mo和W的影响：推迟P转变，对B转变影响不大。
6）B的影响：微量，过冷奥氏体的稳定性
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分数所需时间。 缺点—无法测出过共析钢的先共析产物的析出线、 亚共析钢
珠光体转变的开始线。Why？ 渗碳体没有磁性
6
其它方法
4.热分析法：利用钢相变时的热效应。 优点—适用于潜热大、转变速率快的过程，如熔化、凝固、
M相变 缺点—不适用潜热小、转变速率慢的过程，如大部分扩散
型固态相变 5.电阻法:利用相变时电阻值的变化 优点—测量时间短，需要试样少； 缺点：精度不高
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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的
转变，对B转变的加速不如对P的作用大。
3、原始组织、加热温度和保温时间的影响
➢在相同的加热条件下，原始组织越细，越容易得到均匀的
Baidu Nhomakorabea
A，使等温转变曲线右移，Ms降低。
➢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。 4、塑性变形的影响
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（4）只有贝氏体转变的C曲线 在 含 碳 量 低 （ wc<0.25% ） 而含Mn、Cr、Ni、W、 Mo量高的钢中，扩散型 P转变受到极大阻碍。
（5）只有P转变的C曲线 中碳高铬钢等 能抑制B转变 的C曲线
14
（6）在MS点以上整个温度区内不出现C曲线。 这类钢通常称为奥氏
体钢，高温下稳定的奥 氏体组织能全部过冷至 室温。但有可有过剩碳 化物的析出，使得在Ms 点以上出现一个碳化物 析出的C形曲线。
22
一 CCT图的建立
1. 金相—硬度法：加热A化恒定冷速至不同温度，立即急冷。 组织观察测量硬度M转变量-时间-冷速关系曲线，对应到 T—t 图上。 2. 端淬法：标准试样-- 25×100㎜等距钻孔。末端喷水不 同时间，各点冷速不同，对各点进行金相观察各点转变 产物及相对量。 3. 膨胀法：利用膨胀仪测定膨胀曲线的有关转折点。
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四 影响奥氏体等温转变图的因素
1. 化学成分 2. 奥氏体晶粒尺寸的影响 3. 原始组织、加热温度和保温时间的影响 4. 塑性变形的影响
16
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。
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二 奥氏体等温转变图（C曲线）的特点
温度
A1
稳定A
开始线
过冷A
Ms M+A
Mf
M
时间
终止线
转变产 物区
A与产物 共存区
两条曲线
三条水平线
六个区域
特点：
① 过冷奥氏体在不同 温度的等温转变都 有一个孕育期；
② 随温度下降，孕育 期先缩短后增加；
③ 过冷奥氏体在不同 温度范围内的转变 产物不同（P、B、 M、多相共存）
的百分数，并将结果绘制成曲线。
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优点—直观 缺点—结果不连续、费时
5
其它方法
2.膨胀法：利用钢在相变时发生的体积变化。AFPBM 优点—测量时间短，需要试样少； 缺点—拐点的确定。 3.磁性法：利用奥氏体为顺磁性，其转变产物F、B、M为铁
磁性的特点。 优点—试样少、测试时间短和易确定各转变产物达到一定百
关于钢的过冷奥氏 体转变图 (2)
1
第一节 过冷奥氏体等温转变图
等温转变图：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 等温转变图的类型？ S曲线（IT曲线） C曲线（TTT曲线）
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一 过冷奥氏体等温转变图的建立
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。 ➢测量转变的方法很多，金相法、硬度法、膨胀法、磁性法、 电阻法、热分析法等。
无论高温和低温塑性变形，均加速过冷A的转变。
原因：未经变形的A向P转变时仅在晶界形核，而变形后，过
冷A在等温转变时，可出现晶内形核。
20
第一节 过冷奥氏体的等温转变图 第二节 过冷奥氏体的连续冷却转变图 第三节 过冷奥氏体转变图的应用
21
第二节 过冷奥氏体连续冷却转变图
➢ TTT图反映的是过冷A等温转变的规律，可以用来指导热 处理工艺的制定。
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转变产物组织
珠光体组织
下贝氏体组织
马氏体组织
9
三 奥氏体等温转变图的常见类型 1、碳钢的基本类型
只有一个鼻子点，即珠光体转变与贝氏体转变重叠，亚（ 过）共析钢比共析钢多出一个F析出线和θ析出线。
10
2、合金钢C曲线的常见类型
归纳起来大体上可以分为六种类型： (1) 具有单一的C字形曲线。除碳钢以外，含有Si、Ni、Cu、 Co等合金元素（非碳化物形成元素）的钢均属此类。
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2.常见合金元素的影响
除钴、铝（>2.5%）外 凡溶于A中----C曲线右移 未溶于A中----C曲线左移 不改变C曲线位置
非（弱）碳化物形成元素：Ni、Mn、Si、Cu、B
C曲线形状
C曲线右移、Ms点下降
碳化物形成元素：Cr、Mo、W、V、Ti
影响鼻温 P转变移向高温 B转变移向低温
C曲线分 离
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（2）具有双C字形曲线，两个鼻子在时间轴上相近，在温 度轴上不同，P与B部分重叠，如37CrSi具有这样的C曲线。
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（3）具有双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 ， 20 Cr 、 40Cr 、 35CrMn2、40CrMn等。 2）B转变曲线右移较为 显 著 ， GCr15 、 9Cr2 、 CrMn、CrWMn等。