过冷奥氏体转变总结(精选)
过冷奥氏体转变图
现象：
大型锻件在淬火时，如果在空气中停留时间比较长，或在具 有较长蒸汽膜覆盖期的油中冷却后，钢钢件的表面硬度会低 于心部硬度，即出现逆硬化。
解释：
在钢件表面，由于在空气中预冷（从临界点A1到P点），空 冷冷速（β）低于淬火冷速（α），当继续以淬火冷速（α） 冷却到 TR’ 温度时，孕育期消耗量已超过1，从而发生部分 珠光体相变，使淬火后的表面硬度下降。而在钢件内部，从 A1点到 TR’ 温度，一直以淬火冷速（α）冷却，孕育期消耗 量小于1，未发生珠光体相变，全部淬成马氏体组织，所以 硬度反而比表面高。
6. 在Ms点以上不出现C曲线，但可能有碳化 物析出的C形曲线。 奥氏体钢
§6.3 影响C曲线的因素
（1）碳含量 亚共析钢中，随碳含量的上升, C曲线右移； 过共析钢中，随碳含量的上升，C曲线左移。 因此，共析钢的C曲线离纵轴最远，共析钢的 过冷奥氏体最稳定。
（2）合金元素 除Co、Al以外，合金元素均使C曲线右移，即 增加过冷奥氏体的稳定性，具体影响见图 6-4 。 （3）加热条件 奥氏体化温度越高，保温时间越长，则形成的 奥氏体晶粒越粗大，成分也越均匀，同时也有 利于难溶碳化物的溶解。所有这些都降低奥氏 体分解时的形核率，增加奥氏体的稳定性，使 C曲线右移。
4. 只有贝氏体转变的C曲线 含碳量低（＜0.25%）而含Mn、Cr、Ni、 W、Mo量高的钢。 如：18Cr2Ni4WA、18Cr2Ni4MoA 扩散型的珠光体转变受到极大阻碍，只出 现贝氏体转变的C曲线。
5. 只有珠光体转变的C曲线 中碳高铬钢 3Cr13、3Cr13Si、4Cr13等
3. Vc的工程意义 （1）代表钢接受淬火的能力； （2）决定钢件淬透层深度的主要因素 （3）合理选用钢材和正确制定热处理工艺 的重要依据之一。 4. Vc的影响因素 CCT图左移的因素 增大Vc CCT图右移的因素 减小Vc
7过冷奥氏体等温转变过程及转变产物汇总
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板条马氏体（左）和针状马氏体（右）
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马氏体的形态主要取决于奥氏体的碳含量， 当碳小于0.2％时，组织中几乎完全是板条状马 氏体，当碳大于1.0％时，则几乎全部是针状马 氏体，碳含量介于0.2~1.0％之间时，为板条状和 针状马氏体的混合组织。
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（3）马氏体的力学性能特点 高硬度是马氏体性能的主要特点，其强化机
（1）马氏体晶体结构特点 转变在低温下进行的，铁、碳原子均不能扩散，
转变时只发生-晶格改组，而无成分的变化，即固溶 在奥氏体中的碳，全部保留在晶格中，使-Fe超过 其平衡含碳量。因此，马氏体是碳在-Fe中的过饱和 固溶体，用符号“M”表示。
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（2）马氏体组织形态特点（板条和针状） 板条马氏体的立体形态呈细长的扁棒状，显
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当温度较高(550~350C)时，条状或片状铁 素体从奥氏体晶界开始向晶内以同样方向平行 生长。随着铁素体的伸长和变宽，其中的碳原 子向条间的奥氏体中富集，当碳浓度足够高时， 便在铁素体条间断续地析出渗碳体短棒，奥氏 体消失，形成典型的羽毛状上贝氏体。
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上贝氏体形成过程
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马氏体的塑性和韧性主要取决于其内部亚 结构的形式和碳的过饱和度。高碳马氏体的碳 过饱和度大，晶格畸变严重，晶内存在大量孪 晶，且形成时相互接触撞击而易于产生显微裂 纹等原因，硬度虽高，但脆性大、塑性、韧性 均差。
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低碳板条马氏体的亚结构是高密度位错，碳 的质量分数低，形成温度较高，会产生“自回火” 现象，碳化物析出弥散均匀，因此在具有高强度 的同时还具有良好的塑性和韧性。
过冷奥氏体转变因素对其影响规律
过冷奥氏体转变因素对其影响规律过冷奥氏体等温转变的速度反映过冷奥氏体的稳定性，而过冷奥氏体的稳定性可在C曲线上反映出来。
过冷奥氏体越稳定，孕育期越长，则转变速度越慢，C曲线越往右移。
过冷奥氏体的等温转变因素有多个：（一）奥氏体成分的影响1、含碳量的影响2、合金元素的影响（二）奥氏体状态的影响（三）应力和塑性变形的影响。
一、奥氏体成分的影响过冷奥氏体等温转变的速度在很大程度上取决于奥氏体的成分，改变奥氏体的化学成分，影响C曲线的形状和位置，从而可以控制过冷奥氏体的等温转变速度。
1、含碳量影响与共析钢C曲线不同，亚、过共析钢上部各多一条先共析相析出线，说明过冷奥氏体在发生珠光体转变之前，在亚共析钢中先要析出铁素体，在过共析钢中要先析出渗碳体。
亚共析钢随奥氏体含碳量增加，C曲线逐渐右移，说明过冷奥氏体稳定性增高，孕育期变长，转变速度减慢。
这是由于在相同的转变条件下，随着亚共析钢中含碳量的增高，铁素体形核的几率减少，铁素体长大需要扩散离去的碳量增大，故减慢铁素体的析出速度。
一般认为，先共析铁素体的析出可以促进珠光体的形成。
因此，由于亚共析钢先共析铁素体孕育期增长且析出速度减慢，珠光体转变速度也随之减慢。
2、合金元素对的影响合金元素溶解到奥氏体中后，都增大过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移。
V、Ti、Nb、Zr等强碳化物形成元素，当其含量较多时，能在钢中形成稳定的碳化物，在一般加热温度下不能融入奥氏体中而以碳化物形式存在，则反而降低过冷奥氏体的稳定性。
二、奥氏体状态的影响奥氏体晶粒越细小，单位体积内晶界面积越大，从而使奥氏体分解时形核率增多，降低稳定性。
铸态原始组织不均匀，存在成分偏析，而经轧制后，组织和成分变得均匀。
因此在同样加热条件下，铸锭形成的奥氏体很不均匀，而轧材形成的奥氏体比较均匀，不均匀的奥氏体可以促进奥氏体分解，使C曲线左移。
奥氏体化温度越低，保温时间越短，奥氏体晶粒越细，未溶第二相越多，同时奥氏体的碳浓度和合金元素浓度越不均匀，从而促进奥氏体在冷却过程中分解，使曲线左移。
7-第七讲-过冷奥氏体等温转变过程及转变产物
在实际生产中，过冷奥氏体的转变大多是 在连续冷却过程中进行的，因此，连续冷却转 变曲线对于选材及确定其热处理工艺具有实际 意义。连续冷却转变曲线又称CCT曲线，它是 通过测定不同冷却速度下过冷奥氏体的转变量
而得到的。因此，它表示了冷却速度与过冷奥
氏体转变产物及其转变量之间的关系。
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CCT曲线分析
上贝氏体中短杆状的渗碳体分布于自奥氏
体晶界向晶内生长的铁素体条间，在光镜下呈
羽毛状。下贝氏体氏体中碳化物以小片状分布
于铁素体针内。在光学显微镜下．下贝氏体呈 黑针状。
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上贝氏体（左）和下贝氏体（右）
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上贝氏体和下贝氏体组织性能比较
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马氏体转变
当奥氏体快速冷却到MS点以下时（共析钢 230
增高。当碳的质量分数超
过0.6％以后，硬度的增 加趋于平缓。合金元素对 马氏体的硬度影响不大。
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马氏体的塑性和韧性主要取决于其内部亚
结构的形式和碳的过饱和度。高碳马氏体的碳
过饱和度大，晶格畸变严重，晶内存在大量孪
晶，且形成时相互接触撞击而易于产生显微裂
纹等原因，硬度虽高，但脆性大、塑性、韧性
550C)至M S之间温度范围的等温转变产物，通
常用符号B表示。过冷奥氏体在这一温度区间转
变时，由于过冷度较大。原子扩散能力下降，这 时铁原子已不能扩散，碳原子的扩散也不充分， 因此，贝氏体转变是半扩散型相变。
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当温度较高(550~350C)时，条状或片状铁 素体从奥氏体晶界开始向晶内以同样方向平行 生长。随着铁素体的伸长和变宽，其中的碳原 子向条间的奥氏体中富集，当碳浓度足够高时， 便在铁素体条间断续地析出渗碳体短棒，奥氏 体消失，形成典型的羽毛状上贝氏体。
过共析钢过冷奥氏体连续冷却转变
过共析钢是一种特殊的钢材，其具有良好的强度和耐磨性，因此在工程领域得到了广泛的应用。
过冷奥氏体连续冷却转变技术是制备过共析钢的一种重要方法，其通过控制奥氏体形核和长大过程，实现了钢的微观组织和性能的优化。
本文将对过共析钢的形成机理、过冷奥氏体连续冷却转变技术的工艺特点和研究进展进行详细介绍。
一、过共析钢的形成机理1.1 过共析钢的定义过共析钢是指在固态转变过程中，共析相组织萌发和生长，最终形成的一种特殊的钢材。
其主要特点是共析相的均匀分布和细小尺寸，能够显著提高钢材的强度和耐磨性。
1.2 过共析钢的形成机理在过共析钢的形成过程中，共析相的形核和生长是非常关键的。
过共析相主要是由碳化物和硬质合金相组成，其形核和长大受到奥氏体形核和生长的影响。
了解过共析钢的形成机理对于控制其微观组织和性能具有重要意义。
二、过冷奥氏体连续冷却转变技术的工艺特点2.1 过冷奥氏体连续冷却转变技术的原理过冷奥氏体连续冷却转变技术是一种通过快速冷却和保持在α+γ两相区进行组织调控的方法。
其基本原理是在合适的温度范围内，通过适当的冷却速度和延时时间，促进奥氏体形核和长大的控制，实现共析相的均匀分布和细小尺寸。
2.2 过冷奥氏体连续冷却转变技术的工艺特点过冷奥氏体连续冷却转变技术具有工艺简单、成本低、生产效率高等特点。
通过合理的工艺参数选择和控制，可以获得具有优异性能的过共析钢材。
三、过冷奥氏体连续冷却转变技术的研究进展3.1 过冷奥氏体连续冷却转变技术在过共析钢制备中的应用目前，过冷奥氏体连续冷却转变技术在过共析钢制备中得到了广泛的应用。
通过对工艺参数和设备的优化，可以获得具有良好性能和稳定质量的过共析钢产品。
3.2 过冷奥氏体连续冷却转变技术的未来发展方向随着科学技术的不断发展和进步，过冷奥氏体连续冷却转变技术在过共析钢制备中的应用仍将不断深化和拓展。
未来的发展方向包括对工艺参数、设备性能和产品质量的进一步提高，以及对新型材料和新工艺的探索和研究。
奥氏体在冷却时的转变
第三节奥氏体在冷却时的转变奥氏体在冷却时发生的组织转变，既可在恒温下进行，也可在连续冷却过程中进行，随着冷却条件的不同，奥氏体可在A1以下不同的温度发生转变，获得不同的组织。
所以，冷却是热处理的关键工序，它决定着钢在热处理后的组织和性能。
在临界转变温度A1以上存在的奥氏体是稳定的，不会发生转变。
但一旦冷却到A1以下，则变得不稳定，冷却时要发生组织转变。
这种在临界温度以下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体称为过冷奥氏体。
研究过冷奥氏体的冷却转变行为，通常采用两种方法，一种是利用奥氏体等温转变曲线研究奥氏体在不同过冷度下的等温转变过程，另一种是利用奥氏体连续冷却转变曲线研究奥氏体在不同冷速下的连续冷却中的转变过程。
一、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线这里以金相－硬度法为例，来说明共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线的测定过程。
将共析钢制成圆形薄片试样（Φ10×1.5mm）。
试样被加热到临界点Ac1以上某一温度并保温一段时间，得到均匀的奥氏体组织，然后将试样分别迅速投入到不同温度的盐浴炉中，从放入盐浴中开始计时，每隔一段时间从盐浴中取出一块试样迅速放入水中。
对各试样做金相组织观察和硬度测定就可以得出各等温温度下不同等温时间内奥氏体的转变量，就可以得到一系列的奥氏体等温转变开始点和转变终了点。
若以等温转变温度为纵坐标，转变时间（以对数表示）为横坐标，将所有的转变开始点连接成一条曲线（称为等温转变开始线）；同样，将所有的转变终了点也连成一条曲线（称为等温转变终了线），就可以得到如所示的共析钢过图 3-1共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线图冷奥氏体等温转变曲线。
由于该曲线具有英文字母“C”的形状，故称C曲线，也称TTT（Time Temperature Transformation）曲线。
C曲线上部的水平线A1是奥氏体和珠光体的平衡温度。
下部的两条水平线分别表示奥氏体向马氏体转变的开始温度M s和终了温度M f。
过冷奥氏体转变总结
热处理过程：加热、保温、冷却 冷却方式有二种：连续冷却方式
等温冷却方式
dT/dτ→∞时是平衡条件，否则就是非平衡条件。 过冷奥氏体在非平衡条件下冷却，可有三种形式。其中：(a) dT/dτ= 0，为等温冷却；
(b) dT/dτ= C，为连续冷却； (c) dT/dτ= f(τ)，为实际冷却。
过冷奥氏体： 过冷奥氏体转变动力学图：体等温转变和连续转变动力学图： 过冷奥氏体主要转变类型：P型转变、M型转变、B型转变
（1）高温时，过冷度小，驱动力△Gv小，扩散系数D大， 原子扩散能力大，以驱动力△Gv影响为主。
（2）低温时，过冷度大，驱动力△Gv大，扩散系数D小， 原子扩散能力小，以扩散系数D影响为主。
上述两个因素综合作用的结果，在550℃是驱动力和原子 的扩散的作用都充分发挥，使孕育期最短，使TTT图呈“C” 字形。
(b) 表示转变终了线出现的二个鼻子；
(c) 表示转变终了线分开，珠光体转变的鼻尖离 纵轴远；
(d) 表示形成了二组独立的C曲线。
综上所述，C曲图为珠光体等温转变、马氏体 连续转变、贝氏体等温转变的综合。需指出的是 珠光体转变和贝氏体转变可能重叠得到珠光体加 贝氏体混合组织。贝氏体转变与M转变也会叠。
当奥氏体化温度下降，保温时间缩短, 奥氏体成 分不均匀，晶粒减小，晶界面积增加，珠光体形核 位置增加，形核率增加，C曲线左移。
上述二种影响，当珠光体转变是在高温时更为剧 烈。
（2）对马氏体转变
加热温度和保温时间的影响是两方面的。① 提高奥氏体化加热温度和保温时间，奥氏体晶 粒长大，缺陷减少及奥氏体均匀化。马氏体形 成的阻力减小，Ms升高。②提高奥氏体化加热 温度和保温时间，有利于碳和合金元素溶入奥 氏体中。Ms下降。若排除化学成分的影响，提 高奥氏体化加热温度和保温时间，使MS升高。 （3）对贝氏体转变
过冷奥氏体转变图
A1~550℃ P转变区 550℃ ~ Ms B转变区
Ms~ Mf
M转变区
高温 中温 低温
M转变区： A分解为过饱和碳的α-Fe固溶体，即马氏体。
残余奥氏体
珠光体组织
下贝氏体组织
马氏体组织
6.1.2 IT图的影响因素
1.含碳量的影响 2.合金元素的影响 3.奥氏体状态的影响 4.外加应力与塑性变形的影响
6.1.3 IT图的基本类型
1. P转变与B转变曲线部分相重叠：
一个“鼻子” ＞鼻温 P转变 ＜鼻温 B转变 该类型多见于碳钢或含 非(弱)碳化物形成元素的低 合金钢，如钴钢、镍钢或 锰含量较低的锰钢等。
6.1.3 IT图的基本类型
2. P转变与B转变曲线相分离，P 转变的孕育期比 B
转变的长。
要求： 试样： φ10~15mm，厚1.0~1.5mm，具有相同的原始组
织（可通过退火或正火获得）。 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。
Hale Waihona Puke 6.1.1 IT图的建立1. 金相硬度法
步骤：
① 将一组试样（5～10个）加热奥氏体化。
② 迅速转入Ac1以下某一温度（如650℃）等温浴炉中， 分别停留不同时间（如t1、t2、t3…），随即迅速淬入 盐水中;
当钢中这类元素含量较高时，将使上述两种转变的C 曲线彼此分离，使IT图出现双C曲线的特征。这样，在 珠光体转变与贝氏体转变温度范围之间就出现了一个过 冷奥氏体的高度稳定区。
图6-6 Cr对C曲线的影响
2. 合金元素的影响
⑶ 主要合金元素的影响
1）Co的影响：溶入A中，使C曲线左移。 2）Ni和Mn的影响：C曲线右移，Mn的作用大于Ni； 3）Cr的作用：
过冷奥氏体转变
T
500
A→P
A1 HRC 15 P B 40 45 55 Mf >60 103 104 105
——过冷奥氏体 转变产物： P：珠光体 B：贝氏体 M：马氏体
鼻点
200
τ孕
Ms A→M
1
A→B
M+AR 10 102
τ
① 不同温度下转变产物不同；
高温转变产物(A1~550℃)
高温
珠光体( P) — 扩散型
中温转变产物(550℃~MS)
中温
贝氏体( B) — 半扩散型
低温
低温转变产物(MS~Mf)：
Mf
马氏体( M) — 非扩散型
共析碳钢 C 曲线
② 存在孕育期 ——过冷奥氏体等温分解所需的准备时间 ——代表 A过冷稳定性。
③ 存在鼻点：
——孕育期最短， A过冷最不稳定； ④ T转↓，产物硬度↑。 ⑤ 马氏体是过冷奥氏体连续冷却中的一种转变 组织，非等温转变产物。将其画入，使过冷 奥氏体等温转变曲线更完备、实用
Z (T )函数由C曲线转变开始线决定。
连续冷却转变时：
每一个极小的时间段 i 都对应一个相应的 温度 Ti ，同时在 C曲线上也对应一定的孕育期 Zi ，在任一温度Ti下，孕育期消耗量 IP i 从 A1冷至Tn时的IP为:
n 1 2 IP Z1 Z2 Zn i i 1 Z i
4 CCT 与 TTT 的应用：
（1）从CCT 曲线可获钢的真实临界淬火速度VC及 VC′，为热处理（淬火、退火等）提供依据； （2）从TTT 曲线可获知等温处理的有关数据； （3）利用TTT 曲线近似代替 CCT 曲线。如确定转变 产物、τ始及τ终、VC等。 **连续冷却的VC值是等温冷却C曲线中与鼻点相 切的VC的1/1.5倍，故可用等温冷却C曲线中VC估算.
过冷奥氏体连续冷却转变
过冷奥氏体连续冷却转变
过冷奥氏体连续冷却转变是一种金属材料的相变过程，通常发生在高温状态下。
在这个过程中，金属材料的温度被快速降低到低于其临界转变温度的温度以下，但是材料仍然处于液态。
在这种情况下，过冷奥氏体可以在没有形成晶体的情况下存在。
当过冷奥氏体被连续冷却时，它会发生一系列的相变，最终形成固态晶体。
这个过程可以分为两个阶段：先是过冷奥氏体的转变，然后是晶体的形成。
在第一个阶段，过冷奥氏体可以通过两种方式转变：等温转变和连续冷却转变。
等温转变是指过冷奥氏体在一定的时间内逐渐转变为珠光体或索氏体。
连续冷却转变是指过冷奥氏体在一定的速度下以一定的时间冷却到室温以下，从而形成不同的晶体结构。
在第二个阶段，过冷奥氏体转变为固态晶体。
这个过程可以通过两种方式进行：马氏体转变和贝氏体转变。
马氏体转变是指过冷奥氏体在快速冷却过程中形成的马氏体。
贝氏体转变是指过冷奥氏体在缓慢冷却过程中形成的贝氏体。
过冷奥氏体连续冷却转变是一个复杂的相变过程，它对金属材料的性能和组织结构具有重要的影响。
奥氏体在冷却时的转变综述
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。
（二）应用
1. 在转变图上估计连续冷却转变产物
→退火 →正火 →淬火
→淬火
CCT曲线位于 TTT的右下方；CCT曲线中没有 A→B 转变
2. 马氏体淬火临界冷却速度 淬火临界冷却速度:
v
' k
A1 t m
1.5τ
m
Vk ´—获得完全M组织的最小冷却速度或与转变开始线相切的冷却速度 tm—C曲线鼻尖处温度 τm—C曲线鼻尖处时间
A中的C%↑ 则 MS、Mf ↓，残余A含量↑。
（6）产生很大内应力。
奥氏体的碳含量对残余奥氏体量的影响
700 600 500 400 300 200 100
温度/℃
Ms
0 Mf －100 －200 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Wc(%)
奥氏体的碳含量对M转变温度的影响
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
T
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
下 降
三、过冷奥氏体转变产物的组织形态及其性能
（一）极其缓慢冷却转变
奥氏体在冷却时的转变
第三节奥氏体在冷却时的转变奥氏体在冷却时发生的组织转变，既可在恒温下进行，也可在连续冷却过程中进行，随着冷却条件的不同，奥氏体可在A1以下不同的温度发生转变，获得不同的组织。
所以，冷却是热处理的关键工序，它决定着钢在热处理后的组织和性能。
在临界转变温度A1以上存在的奥氏体是稳定的，不会发生转变。
但一旦冷却到A1以下，则变得不稳定，冷却时要发生组织转变。
这种在临界温度以下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体称为过冷奥氏体。
研究过冷奥氏体的冷却转变行为，通常采用两种方法，一种是利用奥氏体等温转变曲线研究奥氏体在不同过冷度下的等温转变过程，另一种是利用奥氏体连续冷却转变曲线研究奥氏体在不同冷速下的连续冷却中的转变过程。
一、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线这里以金相－硬度法为例，来说明共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线的测定过程。
将共析钢制成圆形薄片试样（Φ10×1.5mm）。
试样被加热到临界点Ac1以上某一温度并保温一段时间，得到均匀的奥氏体组织，然后将试样分别迅速投入到不同温度的盐浴炉中，从放入盐浴中开始计时，每隔一段时间从盐浴中取出一块试样迅速放入水中。
对各试样做金相组织观察和硬度测定就可以得出各等温温度下不同等温时间内奥氏体的转变量，就可以得到一系列的奥氏体等温转变开始点和转变终了点。
若以等温转变温度为纵坐标，转变时间（以对数表示）为横坐标，将所有的转变开始点连接成一条曲线（称为等温转变开始线）；同样，将所有的转变终了点也连成一条曲线（称为等温转变终了线），就可以得到如所示的共析钢过图 3-1共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线图冷奥氏体等温转变曲线。
由于该曲线具有英文字母“C”的形状，故称C曲线，也称TTT（Time Temperature Transformation）曲线。
C曲线上部的水平线A1是奥氏体和珠光体的平衡温度。
下部的两条水平线分别表示奥氏体向马氏体转变的开始温度M s和终了温度M f。
奥氏体等温转变
下贝氏体转变
贝氏体转变属半扩散型转变， 贝氏体转变属半扩散型转变，即只有碳原子扩散而 铁原子不扩散。 铁原子不扩散。
下贝氏体： 下贝氏体： 形成温度为350℃-Ms。 ℃ 形成温度为 。 在光镜下呈竹叶状。 在光镜下呈竹叶状。 竹叶状
光镜下
在电镜下为细片状碳 在电镜下为细片状碳 化物分布于铁素体针 内，并与铁素体针长 轴方向呈55-60º角。 角 轴方向呈
过冷奥氏体的低温（ 过冷奥氏体的低温（ 马氏 体）转变 当奥氏体过冷到Ms以下将 当奥氏体过冷到 以下将 转变为马氏体类型组织。 转变为马氏体类型组织。 1）马氏体的晶体结构 ） 碳在α-Fe中的过饱和固溶 中的过饱和固溶 马氏体， 表示。 体称马氏体 体称马氏体，用M表示。 表示 马氏体转变时， 马氏体转变时，奥氏体中 的碳全部保留到马氏体中. 的碳全部保留到马氏体中
电镜下
上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值。 上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值。 下贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性、 下贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性、韧性也较 好，即具有良好的综合力学性能，是生产上常用的 即具有良好的综合力学性能， 强化组织之一。 强化组织之一。
上贝氏体 贝氏体组织的透射电镜形貌 下贝氏体
电镜形貌
光镜形貌
珠光体
索氏体
托氏体
珠光体、索氏体、托氏体三种组织无本质区别， 珠光体、索氏体、托氏体三种组织无本质区别，只 三种组织无本质区别 是形态上的粗细之分，因此其界限也是相对的。 是形态上的粗细之分，因此其界限也是相对的。 片间距越小，钢的强度、 片间距越小，钢的强度、 硬度越高， 硬度越高，而塑性和韧性 略有改善。 略有改善。
2）马氏体的形态 ） 马氏体的形态分板 马氏体的形态分板 条和针状两类。 针状两类。 两类 a. 板条马氏体 立体形态为细长的 扁棒状 在光镜下板条马氏 体为一束束的细条 组织。 组织。
第6章_过冷奥氏体转变图
3. 奥氏体状态的影响
① 奥氏体的晶粒度：主要 影响先共析转变、珠光体 转变和贝氏体转变。晶粒 越小，C曲线左移，即转 变越快。对马氏体转变而 言，晶粒越粗大，Ms点越 高。
3. 奥氏体状态的影响
② 奥氏体均匀性：奥氏体 成分越不均匀，先共析转 变和珠光体转变加快，部 分C曲线左移；贝氏体转 变时间延长，转变终了线 右移； Ms点升高，Mf点 降低。
图6-5 Ni对C曲线的影响
2. 合金元素的影响
⑵ 碳化物形成元素
主要有铬、钼、钨、钒、钛等。这类元素如溶入奥氏 体中也将不同程度地降低珠光体转变和贝氏体转变的速 度；同时还使珠光体转变C曲线移向高温和贝氏体转变C 曲线移向低温。 当钢中这类元素含量较高时，将使上述两种转变的C 曲线彼此分离，使IT图出现双C曲线的特征。这样，在 珠光体转变与贝氏体转变温度范围之间就出现了一个过 冷奥氏体的高度稳定区。
过冷奥氏体在不同温度范围内的转变产物 A1~550℃ P转变区 550℃ ~ Ms B转变区 Ms~ Mf M转变区 M转变区： A分解为过饱和碳的α-Fe固溶体，即马氏体。 残余奥氏体 高温 中温 低温
珠光体组织
下贝氏体组织
马氏体组织
6.1.2 IT图的影响因素
1.含碳量的影响 2.合金元素的影响 3.奥氏体状态的影响 4.外加应力与塑性变形的影响
转变产物： 在两个“C”曲线相重叠 的区域内等温时可以得到珠 光体和贝氏体混合组织。 在珠光体区内，随着等温 温度的下降，珠光体片层间 距减小，珠光体组织变细。 在贝氏体区较高温度等温, 获得上贝氏体；在较低温度 区等温，获得下贝氏体。
图6-1 过冷奥氏体等温转变图的建立 (a) 不同温度下的等温转变动力学曲线； (b) 过冷奥氏体等温转变图
过冷奥氏体转变总结
过冷奥氏体转变总结
过冷奥氏体是一种具有高硬度、脆性和较小晶粒尺寸的组织，通常由
于快速冷却或淬火过程中金属内部组织的产生而形成。
过冷奥氏体的形成
是由于金属中的碳的含量过高，无法尽量溶解到铁晶格中。
过冷奥氏体转
变是为了减少金属的硬度和脆性，提高其韧性和可加工性。
首先是回火过程。
当过冷奥氏体加热到一定温度时，金属的硬度开始
减小，形成亚稳定的奥氏体。
回火时，金属内部的原子会重新排列，形成
新的原子结构，改变材料的组织结构和性能。
回火过程中，随着温度的升高，原子间的浸润力增加，金属结构变得更稳定，硬度减小。
接下来是回火软化过程。
经过回火后的奥氏体比过冷奥氏体更为稳定，硬度更低，但仍然具有较高的强度。
当过冷奥氏体继续加热到一定温度时，回火过程中形成的碳化物析出，使得金属结构变得更加稳定。
此时，材料
的硬度进一步降低，但强度仍然较高。
最后是晶粒再长大过程。
当过冷奥氏体加热到一定温度时，金属内部
的晶粒开始再长大。
晶粒再长大过程中，刚性晶粒和软化的过渡相开始形成，继而在回火温度下通过回复和再结晶来增大晶粒尺寸。
这个过程会使
金属组织的晶粒尺寸变大，从而进一步降低材料的硬度和强度。
总的来说，过冷奥氏体转变是固态金属材料加热过程中的一种相变过程，主要包括回火、回火软化和晶粒再长大。
通过这些过程，材料的硬度
和脆性得到降低，韧性和可加工性得到提高。
过冷奥氏体转变广泛应用于
金属加工工艺中，对于提高金属材料的性能和使用寿命具有重要意义。