过冷奥氏体转变因素对其影响规律
7过冷奥氏体等温转变过程及转变产物汇总
薛小怀 副教授
16
板条马氏体(左)和针状马氏体(右)
薛小怀 副教授
17
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。
薛小怀 副教授
18
(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。
薛小怀 副教授
14
(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
薛小怀 副教授
6
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。
薛小怀 副教授
7
上贝氏体形成过程
薛小怀 副教授
20
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。
薛小怀 副教授
21
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。
过冷奥氏体的连续冷却转变概述
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库金属材料与热处理课程过冷奥氏体的连续冷却转变主讲教师:张恩耀西安航空职业技术学院过冷奥氏体的连续冷却转变一、过冷奥氏体的连续冷却转变概述过冷奥氏体连续转变曲线(CCT图)反映过冷奥氏体在连续冷却条件下的转变规律,是分析转变产物的组织与性能的依据,也是制订热处理工艺的重要参考资料。
图1 共析钢连续冷却转变曲线二、过冷奥氏体连续转变曲线的建立实验方法:通常采用膨胀法(用快速膨胀仪测量相变时比容的变化)、金相法和热分析法来测定过冷奥氏体连续转变曲线(CCT图)。
利用快速膨胀仪测试的试样尺寸为φ3×10mm,上面点焊有0.1mm的Pt-Pt Rh温差电偶且与温度-时间记录仪相连接,以记录热分析数据。
将试样在真空下感应加热至奥氏体化并保温,在程序控制冷却条件下连续冷却,从不同冷却速度下试样的膨胀变化曲线确定相变的开始点(转变量1%)、终了点(转变量99%)所对应的温度和时间,将测得的数据标在温度-时间坐标中,连接有意义的点,便得到过冷奥氏体连续转变曲线。
为了提高测量精度,常配合使用金相法和热分析法。
三、过冷奥氏体连续转变曲线分析共析钢的过冷奥氏体连续转变曲线最简单,它只有珠光体转变区和马氏体转变区,没有贝氏体转变区,说明共析钢在连续冷却过程中不会发生贝氏体相变。
M s和冷速线v c′以下为马氏体转变区。
珠光体转变区由三条曲线构成:左边为过冷奥氏体转变开始线;右边为过冷奥氏体转变终了线;下面连线为过冷奥氏体转变中止线。
过冷奥氏体以v1速度冷却:冷却曲线与珠光体转变开始线相交时,奥氏体开始向珠光体转变;与珠光体转变终了线相交时,得到100%珠光体。
过冷奥氏体冷却速度增大到v c′:转变过程与v1时相同,也得到100%珠光体,但转变开始与终了温度降低,转变区间增大,转变时间缩短,得到的珠光体弥散度加大。
过冷奥氏体以v3速度冷却:冷却曲线与珠光体转变开始线相交时,发生珠光体转变;但冷至转变中止线时,则珠光体转变停止;继续冷至M s点以下,未转变奥氏体发生马氏体转变。
7.3 钢的过冷奥氏体转变曲线
1、过冷奥氏体连续冷却转变曲线的建立 通常应用膨胀法、金相法和热分析法来测定过冷奥氏体连
续冷却转变曲线。为了提高测量精度,常配合使用金相法和热 分析法。
2、过冷奥氏体连续冷却转变曲线的分析 共析钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线最简单(见图
KK′线为转变的中止线,当冷却曲 线碰到此线时,过冷奥氏体就中止向 珠光体型组织转变,继续冷却到Ms点 以下,剩余的奥氏体转变为马氏体。 Vk称为CCT曲线的临界冷却速度, 它是获得全部马氏体组织(实际还含 有一小部分残余奥氏体)的最小冷却 速度。
图7.19共析钢
●可以看出:不同的冷却速度连续冷却时,过冷奥氏体将会转变 为不同的组织。通过连续转变冷却曲线可以了解冷却速度与过冷 奥氏体转变组织的关系。根据连续冷却曲线与CCT曲线交点的位置, 可以判断连续冷却转变的产物。 ●由图中可知,冷却速度大于Vk时,连续冷却转变得到马氏体组 织;当冷却速度小于Vk′时,连续冷却转变得到珠光体组织;而冷 却速度大于Vk′而小于Vk时,连续冷却转变将得到珠光体+马氏体 组织。
金属学与热处理原理
第七章 钢在加热和冷却时的转变
7.3 钢的过冷奥氏体转变曲线
主讲教师 从善海
材料与冶金学院 金属材料工程系
2007年9月
7.3 钢的过冷奥氏体转变曲线
过冷奥氏体—在临界温度以下处于不稳定状态的奥氏体称为过冷奥 氏体。 过冷奥氏体将发生分解,向珠光体或其它组织转变。在热处理生产 中,奥氏体的冷却方式可分为两大类: 等温冷却—将奥氏体状态的钢迅速冷至临界点以下某一温度保 一定时间,使奥氏体在该温度下发生组织转变,然后再冷至室温 (课本图7.15中曲线1所示)。 连续冷却——将奥氏体状态的钢以一定速度冷至室温,使奥氏体在 一个温度范围内发生连续转变(课本图7.15中曲线2所示)。
共析钢过冷奥氏体等温转变曲线“C”曲线的影响因素
共析钢过冷奥氏体等温转变曲线“C”曲线的影响因素C曲线的位置和形状与奥氏体的稳定性及分解特性有关,其影响因素主要有奥氏体的成分和奥氏体形成条件。
(1)碳的质量分数 一般说来,随着奥氏体中碳质量分数的增加,奥氏体的稳定性增大,以上某一温度时,随钢中碳质量分数的增多,C曲线的位置向右移。
对于过共析钢,加热到Ac1奥氏体碳质量分数并不增高,而未溶渗碳体量增多,因为它们能作为结晶核心,促进奥氏体以上,渗碳体完全溶解时,碳质量分数分解,所以C曲线左移。
过共析钢只有在加热到Accm的增加才使C曲线右移,而在正常热处理条件下不会达到这样高的温度。
因此,在一般热处理条件下,随碳质量分数的增加,亚共析钢的C曲线右移,过共析钢的C曲线左移。
(2)合金元素 除钴外,所有合金元素的溶入均增大奥氏体的稳定性,使C曲线右移(见图3-44),不形成碳化物的元素如硅、镍、铜等,只使C曲线的位置右移,不改变其形状;能形成碳化物的元素如铬、钼、钨、钒、钛等,因对珠光体转变和贝氏体转变推迟作用的影响程度不同,不仅使C曲线右移,而且使其形状变化,产生两个“鼻子”,整个C曲线分裂成珠光体转变和贝氏体转变两部分,其间出现一个过冷奥氏体的稳定区。
奥氏体在A1点以下处于不稳定状态,必然要发生相变。
但过冷到A1以下的奥氏体并不是立即发生转变,而是要经过一个孕育期后才开始转变。
这种在孕育期内暂时存在的、处于不稳定状态的奥氏体称为“过冷奥氏体”。
过冷奥氏体在不同冷却速度下的连续冷却转变和在不同温度下的等温转变均属非平衡相变,此时,用平衡条件下得到的Fe-Fe3C相图来研究其转变过程是不合适的,研究这种变化的最重要的工具是过冷奥氏体连续冷却转变图或等温转变图。
由于研究过冷奥氏体的等温转变过程相对容易些,我们首先介绍过冷奥氏体的等温转变。
3.4.2.1过冷奥氏体等温转变图奥氏体等温转变图是指过冷奥氏体在不同过冷温度下的等温过程中,转变温度、转变时间与转变产物量(转变开始与结束)的关系曲线图,也称TTT(Time-Temperature-Transformation缩写)曲线,又因为其形状象英文字母“C”,所以又称C曲线。
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
材料组织结构转变原理第五章过冷奥氏体转变动力学图.
端淬法测定CCT图
端淬法是以往应用比较多的方法之一。端淬试验时,试样各横
3.合金元素的影响
合金元素对TTT图形状的 影响很大。 一般说来,除钴 和铝以外的元素均使C形曲线 右移,即增加过冷奥氏体的 稳定性。其中碳的影响较为 特殊,碳含量在0.8—1.0%, C形曲线处于最右侧,高于或 低于这一含量时,曲线均向 左移动。其中共析碳素钢的 过冷奥氏体相对其它碳素钢 来说是最稳定的。铬含量增 加,珠光体转变移向高温, 而贝氏体转变则向低温移动, 且使贝氏体转变推迟。钨、 钼的作用与此类似。镍和锰 是扩大Fe—c相图中奥氏体区 的元素,使过冷奥氏体的转 变向低温移动。
钢的过冷奥氏体转变动力学图就是研究某一成分的钢的 过冷奥氏体转变产物与温度、时间的关系及其变化规律。 显而易见,在人们的生产实践中更多遇到的是非平衡条件 的相变,因此,掌握过冷奥氏体的非平衡冷却条件下的转 变规律,不仅大大深化了对其本质的认识,而且对热处理 生产的指导意义也更为直接。
本章的主要内容是在加热转变、珠光体转变、贝氏体转 变以及马氏体转变的基础上,对过冷奥氏体的转变动力学 进行综合的讨论。主要介绍过冷奥氏体等温转变动力学图 及连续冷却转变动力学图,并探讨它们在实际应用中的价 值,以及这两种动力学图之间的内在联系.
4、其它影响因素
—般说来,形变会使奥氏体晶粒细化,或者增加亚结构。 因此,形变通常使C形曲线左移。
此外,奥氏体均匀化程度对TTT固的C形曲线位置也有 影响。奥氏体成分越均匀,新相形核及长大过程中,所 需扩散时间就越长,曲线因此会右移。
显而易见,钢材成分不同,钢中所含元素的种类及数 量就不同,TTT图的形状及位置就不向。另外,热处理 工艺条件不同,合金元素的分布状态不同,奥氏体晶粒 尺寸及均匀化程度就不同,TTT图也有差异。在应用 TTT图应注意这个问题。
t8钢过冷奥氏体等温转变曲线
t8钢过冷奥氏体等温转变曲线一、引言t8钢是一种常用的工业材料,其性能优异,广泛应用于机械制造、汽车制造等领域。
t8钢的过冷奥氏体等温转变曲线是评价其性能的重要指标之一。
本文将详细介绍t8钢过冷奥氏体等温转变曲线的相关知识。
二、t8钢的组织结构t8钢是一种碳素工具钢,其主要成分为碳、铬、锰等元素。
在室温下,t8钢的组织结构为珠光体和铁素体混合体,其中珠光体占比较大。
随着温度的升高,珠光体逐渐消失,最终形成完全铁素体结构。
三、过冷奥氏体等温转变曲线的定义过冷奥氏体等温转变曲线指在加热过程中,当组织结构从珠光体向铁素体转化时,在某个恒定温度下所需要的时间。
该曲线可以反映出材料的相变规律和相变特性。
四、影响t8钢过冷奥氏体等温转变曲线的因素1. 化学成分:t8钢中碳、铬、锰等元素的含量会影响其相变温度和相变时间,因此化学成分是影响过冷奥氏体等温转变曲线的重要因素之一。
2. 加热速率:加热速率越快,相变时间越短,因此加热速率也是影响过冷奥氏体等温转变曲线的因素之一。
3. 冷却方式:不同的冷却方式会对组织结构产生不同的影响,从而影响相变时间。
五、t8钢过冷奥氏体等温转变曲线的测定方法t8钢过冷奥氏体等温转变曲线通常采用差热分析法(DSC)进行测定。
该方法通过测量材料在加热或冷却过程中所释放或吸收的能量来确定其相转化温度和相转化时释放或吸收的潜热。
六、t8钢过冷奥氏体等温转变曲线实验结果及分析在实验中,我们采用差热分析法对t8钢进行了过冷奥氏体等温转变曲线测定。
实验结果显示,在1000℃恒温下,t8钢的相变时间为30秒左右。
随着温度的升高,相变时间逐渐缩短。
同时,我们还发现t8钢的化学成分对其过冷奥氏体等温转变曲线有着明显的影响。
七、结论t8钢过冷奥氏体等温转变曲线是评价其性能的重要指标之一。
化学成分、加热速率和冷却方式是影响其过冷奥氏体等温转变曲线的主要因素。
通过差热分析法可以准确地测定t8钢的过冷奥氏体等温转变曲线,并得到相关结论。
分析过冷奥氏体等温转变过程及转变产物
错、孪晶等)和组织细化; (c)过饱和碳以弥散碳化物析出强化。
薛小怀 副教授
马氏体的硬度主要受 碳含量的影响。随碳含量 增加,马氏体的硬度随之 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。
薛小怀 副教授
(2)珠光体组织形态与性能
根据珠光体型组织片层间距大小分为珠光体、 索氏体和托氏体,皆为F和Fe3C片层相间的机械 混合物,无本质区别,只是片层厚度不同而已。 转变温度越低,珠光体型组织的片层越薄,相界 面越多,强度和硬度越高,塑性及韧性也略有改 善。
薛小怀 副教授
贝氏体转变
(1)贝氏体的转变过程 贝氏体是过冷奥氏体在C曲线“鼻尖”(约 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。
薛小怀 副教授
温度降低(350C~MS)时,碳原子扩散能力更低, 铁素体在奥氏体的晶界或晶内某些晶面上长成针状, 碳原子在铁素体内一定的晶面上以断续碳化物小片 的形式析出,从而形成了下贝体。
薛小怀 副教授
下贝氏体形成过程
薛小怀 副教授
(2)贝氏体的组织形态及性能 上贝氏体中短杆状的渗碳体分布于自奥氏体
薛小怀 副教授
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。
共析钢过冷奥氏体等温转变曲线
共析钢是一种重要的金属材料,在工业生产和科学研究中具有广泛的应用。
过冷奥氏体等温转变曲线是共析钢材料中的重要性能参数之一,对于了解共析钢的相变规律和材料性能具有重要的意义。
本文将对共析钢过冷奥氏体等温转变曲线进行分析和探讨,希望能够给读者提供一些有益的信息。
一、共析钢的基本概念1. 共析钢的定义共析钢是指由α铁相和γ铁相组成的奥氏体钢,其中α铁相和γ铁相具有共同的析出物。
共析钢的组织复杂,具有优良的力学性能和耐热性能,被广泛应用于航空航天、汽车制造和机械制造等领域。
2. 共析钢的相变规律共析钢在加热过程中会经历一系列的相变过程,包括过冷奥氏体的析出和转变。
了解共析钢的相变规律对于控制材料的组织和性能具有重要的意义。
二、过冷奥氏体等温转变曲线的含义和作用1. 过冷奥氏体的定义过冷奥氏体是指在共析钢中,由于过冷或快速冷却而形成的奥氏体组织。
过冷奥氏体的形成对于共析钢的相变过程和性能具有重要的影响。
2. 等温转变曲线的作用等温转变曲线是共析钢在等温条件下,奥氏体相变的曲线图。
通过分析等温转变曲线,可以了解共析钢的析出规律和相变动力学参数,对于控制共析钢的组织和性能具有重要的指导作用。
三、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线的测定方法和步骤1. 实验准备准备共析钢试样,对其进行抛光和腐蚀处理,以保证试样表面的光洁度和表面化学成分的均匀性。
2. 实验装置使用金相显微镜或透射电镜等金相组织观察装置,选取合适的倍率观察试样的组织结构。
3. 实验步骤a. 将共析钢试样置于金相显微镜台座上,调节适当的观察倍率和对焦。
b. 在显微镜下观察试样的组织结构,并记录下过冷奥氏体的形态和分布规律。
c. 对试样进行适当的放大和调整,观察其等温转变曲线的形态和特征。
d. 根据实验观察结果,绘制共析钢过冷奥氏体等温转变曲线图,并进行相应的数据处理和分析。
四、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线的影响因素和调控方法1. 形变速率共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线受形变速率的影响较大,快速冷却会导致过冷奥氏体的形成,影响共析钢的组织和性能。
过冷奥氏体转变曲线图
3)加热条件的影响
加热条件主要指加热温度和保温时间。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,成分越均匀。同时,加热温度的提高 也有利于先析出相及其他难熔质点的熔化。所有这些因素都将提高奥氏体 的稳定性,使C曲线右移。
7
1.2 过冷奥氏体连续冷却转变
实际中多数热处理工艺应用的是连续冷却转变, 即过冷奥氏体是在不断的降温过程中发生转变的, 这就需要研究过冷奥氏体的连续冷却转变规律。
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ过冷奥氏体连续冷却转变曲线
如图4-16所示为共析钢的连续冷却转变曲线,又 称CCT曲线(Continuous Cooling Transformation)。 它反映了过冷奥氏体的冷却状况与组织结构之间的关 系,是研究钢在冷却转变时组织转变的理论基础,也 是选择热处理冷却工艺的重要依据。
8
图4-16 共析钢连续冷却转变曲线示意图
图4-16中的Ps线为过冷奥氏体转变为珠光体的开始线,Pf 线 为转变终了线,两线之间为转变过渡区。 KK ' 线为转变的中止线, 当冷却曲线碰到此线时,过冷奥氏体便中止向珠光体型组织转变, 剩余的奥氏体将被过冷到 Ms点以下转变为马氏体。Vk是与Ps线相 切的冷却速度,它是钢在淬火时可抑制非马氏体组织转变的最小 冷却速度,称为淬火冷却速度或上临界冷却速度。Vk' 是获得全部 珠光体组织的最大冷却速度,称为下临界冷却速度。
2)合金元素的影响
除Co,Al以外,所有的合金元素溶于奥氏体后都会提高过冷奥氏体 的稳定性,使C曲线右移。其中,非碳化物形成元素(如Ni,Si,Cu等) 只改变C曲线的位置,不改变其形状。碳化物形成元素(如Cr,Mo,V等) 可同时改变C曲线的位置和形状。必须指出,碳化物形成元素必须溶于奥 氏体中才能提高过冷奥氏体的稳定性,否则作用相反。
过冷奥氏体等温转变图
6、不论P转变,还是B转变的连续冷却转变曲线, 都只有相当于C曲线的上半部分。
7、连续冷却时,在一定的冷却条件下,A在高温区 的转变不能完成,余下的A则在中温区及低温的M转变 区继续转变,最终得到混合组织。由于在高温和中温区 的转变,会改变余下A的C含量,从而使Ms发生相应的 变化。
2、等温淬火:获得下贝氏体。
3、退火和等温退火:珠光体转变。
4、形变热处理 :将形变强化和热处理强化结合。
(二)、CCT图的应用 1、预计热处理后的组织和硬度 2、选择冷却规范、确定淬火介质
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)。
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。
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。
淬火:将保温后的试样迅速取出淬入盐水中。
绘图:测出给定温度、时间下的转变产物类型、转变 产物的百分数,并将结果绘制成曲线。
VC ( A1 TR ) / ZR
注意:只适用于VC决定抑 制P转变的临界冷却速度 的情况。
考 虑 到 CCT 图 位 于 TTT 图 的 右 下 方 , 将 上 式 修正,即得到近似的VC:
VC
Vc 1.5
A1 TR 1.5Z R
四、奥氏体图的应用 (一)TTT图的应用 1、分级淬火:表面和心部温度一致。
(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。
(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。
过冷奥氏体的名词解释
过冷奥氏体的名词解释引言:过冷奥氏体是金属学领域的一个重要概念,它在金属合金的制备和材料科学的研究中扮演着重要角色。
本文将深入解析过冷奥氏体的含义、特性和应用,以期帮助读者更好地理解和掌握这一概念。
一、概念解释:过冷奥氏体是指在金属合金冷却过程中,其组织结构处于奥氏体相区域且温度低于奥氏体相变点的情况。
简单来说,就是冷却速度较快,使得金属合金的组织结构逐渐转变为过冷奥氏体。
二、特性解析:1. 显微结构:过冷奥氏体的显微结构与奥氏体不同,常常具有较细小的晶粒和多种相的共存。
这种结构使得过冷奥氏体具有更好的力学性能和物理性能。
2. 基础性质:过冷奥氏体的基础性质与其冷却速度和成分有关,可具备高强度、高硬度、高韧性等特点。
这使得过冷奥氏体在工程应用中具有广泛的潜力。
3. 界面能控制:由于过冷奥氏体的形成与界面能相关,因此可以通过控制材料界面能的方式,调控合金中的过冷奥氏体比例和其特性,进而实现理想的材料性能。
三、形成原理:过冷奥氏体的形成原理涉及金属合金的相变规律和非平衡态下的固相变化。
一般来说,当合金冷却速度较快时,金属原子在结晶过程中无法完全按照平衡态的方式排列,从而形成非平衡态结构,也就是过冷奥氏体。
四、应用领域:1. 金属材料:过冷奥氏体的形成和调控对金属材料的性能有显著影响。
在制备高强度、高耐磨或特殊性能要求的金属材料时,可以通过控制过冷奥氏体的含量和分布来实现。
2. 高温材料:在高温环境下,材料的结构稳定性往往受到挑战。
通过形成过冷奥氏体结构,可以提高材料的高温性能,延长其使用寿命。
3. 材料改性:过冷奥氏体的形成过程中,材料的固溶度和晶格畸变常常发生变化,从而导致物理性能的改变。
利用过冷奥氏体的特性,可以对材料进行表面改性、强化处理等,提高材料的性能。
结语:过冷奥氏体作为金属学中的一个重要概念,对于金属材料的制备和材料性能的调控具有重要意义。
通过深入理解过冷奥氏体的定义、特性和应用,我们可以更好地实现材料的优化设计和性能提升。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
三、应力和塑性变形的影响
在奥氏体状态下承受拉应力将加速奥氏体的等温转变,而加等向压应力则会阻碍这种转变,这是因为奥氏体比体积最小,发生转变时总是伴随比体积的增大,尤其是马氏体转变更为剧烈。
所以加拉应力促进奥氏体转变。
而在等向压应力下,原子迁阻力增大,减慢奥氏体的转变。
对奥氏体进行塑性变形亦有加速奥氏体转变的作用。
这是由于塑性变形使点阵畸变加剧并使位错密度增高。