热处理C曲线

过冷奥氏体转变动力学图
第一节 过冷奥氏体等温转变动力学图
过冷A在非平衡条件下冷却，可有如图的几种形 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
过冷奥氏体等温转变曲线 又称TTT图、IT图或C曲线。 综合反映了过冷奥氏体在 冷却时的等温转变温度、 等温时间和转变量之间的 关系（即反映了过冷奥氏 体在不同的过冷度下等温 转变的转变开始时间、转 变终了时间、转变产物类 型、转变量与等温温度、 等温时间的关系）。
（2）对贝氏体转变 贝氏体长大速度是受碳扩散控制（碳在铁素体内的脱溶）。这
是由于贝氏体转变时领先相为铁素体，随奥氏体中碳含量的增加， 获得铁素体晶核几率下降。含碳量增加时，转变时需扩散的原子 量增加，贝氏体转变之前铁素体转变速度下降，贝氏体转变也减 慢，C曲线右移。
（3）对马氏体转变 碳含量（Wc）增加，Ms下降、Mf下降；Ms和Mf下降不一致。
影响，图形比较复杂。 常见的C曲线有四种形状： (a) 表示A→P和A→B转变线重叠； (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。
二、 影响过冷奥氏体C曲线形状的因素
• A的成分：C和合金元素 • 奥氏体状态：奥氏体晶粒大小的影响、
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。
综上所述， TTT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。
（二）非共析钢的过冷A等温转变图
与共析钢的A等温转变图不同的是：
对亚共析钢在发生P转变之前有先共析F析出，因此亚共析 钢的过冷A等温转变曲线在左上角有一条先共析F析出线，且 该线随含碳量增加向右下方移动，直至消失。
TTT－Temperature
Time Transformation
IT－Isothermal
Transformation
一、过冷A等温转变动力学图的基本形式
（一）共析钢的C曲线分析
1.线、区的意义
线：纵坐标为温度，横坐
标M 转变S为线终时，了间M线，f线。临，界转点变A开1 线始
， 线，
过区冷：AA区1 以，上过为冷稳A 等定温A 区转
加热温度和保温时间、原始组织 • 应力 • 塑性变形
（一）A的成分
1.含碳量
含碳量不改变C曲线的形状但对珠光体转变、贝氏体转变的 影响不同。
（1）对珠光体转变
①非共析钢在发生珠光体转变之前有先共析相（铁素体、 渗碳体）析出，因此非共析钢的过冷奥氏体等温转变C曲线 在左上角有一条先共析相析出线，且先共析相析出线随含碳 量的变化而移动。
3.共析钢的过冷奥氏体等温转变动力学图为何呈“C”字形？
过冷奥氏体等温转变速度受两个主要因素：新相与母相间 的自由能差△Gv和原子的扩散系数D。这两个因素作用是矛 盾的。
（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。
对过共析钢在发生P转变之前有先共析渗碳体析出，因此过 共析钢的过冷A等温转变曲线在左上角有一条先共析渗碳体 析出线，且随含碳量增加向左上方移动，直至消失。
温度
亚共析钢的TTT曲线
(℃)
A3
800
F
A1
700
A
600
P+F S+F
T
500
400
B
300 Ms 200
100 0 Mf
M + A残
-100 0
• 在过共析钢中，若在Ac1～Accm之间加热，随碳含量 增加，奥氏体中碳含量不变，未溶的渗碳体的量增加，未 溶的渗碳体有促进珠光体形核的作用，降低了奥氏体的稳 定性，C曲线向左移动。若在Accm以上加热，随碳含量 增加，奥氏体中碳含量增加，获得渗碳体晶核几率增加， 先共析渗碳体与珠光体孕育期缩短，析出速度增加，转变 速度增加。这是由于随碳量增加，珠光体的形成是在渗碳 体之后，故也加快。C曲线向左移动。
转变终止线物区 550～230℃;中温转变
400 300
体 区 Ms
A向产 物 物转变பைடு நூலகம்始线
区;半扩散型转变;
区
贝氏体( B ) 转变区;
200
230～ - 50℃;低温转
100
变区;非扩散型转变;
0 Mf
马氏体 ( M ) 转变区。
-100 0
1 10 102 103 104 时间(s)
说明：在中部区域P转变区和B转变区可能重叠，得到P和B的混合组 织；在下部区域M转变和B转变可能重叠，得到M和B的混合组织；
1 10 102 103 104 时间(s
温度 (℃) 800 700 600 500
400 300 Ms 200 100
0 Mf
过共析钢的TTT曲线
ACM
Fe3CⅡ A
A1 P + Fe3CⅡ S + Fe3CⅡ T
B
M + A残
-100 0
1 10 102 103 104 时间(s
（三）合金钢的过冷A 等温转变曲线 合金钢的过冷A 等温转变曲线由于受碳和合金元素的
②共析钢的C曲线最靠右，亚共析钢的C曲线随含碳量增加 向右移动；过共析钢的C曲线随含碳量增加向左移动。
③碳对C曲线的影响不如Me。
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。
非共析钢和共析钢的TTT图比较
原因：
• 在相同条件下，随亚共析钢中碳含量增加，获得铁素体 晶核几率下降，铁素体长大时需扩散去的碳量增大，扩散 的距离增大，先共析铁素体析出的孕育期增长，铁素体析 出速度下降；一般认为铁素体析出有利与珠光体转变，而 珠光体的析出在铁素体之后，铁素体析出速度减慢，珠光 体的析出速度也减慢，C曲线向右移动。
， 变
区 （ A→P、A→B）， 转 变
产物区（P、B）， M形
成区（A→M）、M转变产
物区（M或M+Ar）
孕育期最短的部位，即转 变开始线的突出部分，称为 鼻子。
温度
共析碳钢 TTT 曲线的分析
(℃) 800
稳定的奥氏体区
A1
700 过
600 冷
500
奥 氏
+ 产
A A向产物
产
A1～550℃;高温转变区; 扩散型转变;P 转变区。