钢的过冷奥氏体转变图精品PPT课件
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（四） 塑性变形
无论在高温(指奥氏体稳定区)还是低温(指奥氏体亚稳定区) 下对奥氏体进行塑性形变，由于形变可促使碳和铁原子的 扩散，因而将加速珠光体的转变，使形成珠光体的孕育期 缩短；
对贝氏体转变的影响表现为高温(奥氏体稳定区)塑性形变对 之有减缓作用，使形成贝氏体孕育期延长；而低温(奥氏体 亚稳区)塑性形变对之有加速作用，则孕育期缩短。
曲线1～5 Mo含量增加
Mo对共析钢IT图的影响
B的影响。钢中加入微量的硼（0.001～0.005%）就能显著 提高过冷奥氏体的稳定性。超过0.007%后便会生成低熔点 共晶组织，引起钢的热脆性。
合金元素对IT图的影响
（三） 奥氏体化条件
钢奥氏体化时，奥氏体成分愈均匀，则奥氏体转变的形核 率就愈低，即过冷奥氏体的稳定性愈大，使C曲线愈趋向右 移。加热温度偏低，保温时间不足，所获得的奥氏体成分不 均匀，有较多量未溶解的第二相存在，将促进过冷奥氏体的 分解，使C曲线左移。
6.1.3 IT图的基本类型
(3) 珠光体转变与贝氏体转变曲 线分离，珠光体转变的孕育期 比贝氏体转变的长
含有Cr、Mo、W、V等强碳 化物形成元素的钢，如 40CrNiMoA钢。 (4) 只呈现珠光体转变曲线
碳和强碳化物形成元素含量 较高的钢，如不锈钢3Crl3、 4Crl3和工具钢Crl2。
IT图的基本类型
6.1.3 IT图的基本类型
(1) 珠光体转变与贝氏体转变曲 线部分重叠 碳钢或含非(或弱)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。
(2) 珠光体转变曲线与贝氏体转 变曲线分离，珠光体转变的 孕育期比贝氏体转变的短 碳含量较高的合金钢，如 Crl2MnV钢。
IT图的基本类型
间(如t1，t2，t3，…)，随
即迅速淬入盐水中。
➢ 以出现1％转变产物的等 温时间作为转变开始点， 以得到95％转变产物的等 温时间作为转变终了点。
试样的处理方法
（2）膨胀法
采用热膨胀仪，利用钢在相变时发生的比容变化来测定过 冷奥氏体在等温过程中转变的起止时间。
将A1(或A3)至Ms点的温度范围划分成一定数量的等温温度间 隔，每一等温温度使用一个试样。测定时，将试样加热奥氏 体化，随后迅速转入预先控制好的等温炉中，作等温停留， 由膨胀仪自动记录出等温转变时所引起的膨胀效应与时间的 关系曲线。最后将所得到的一系列膨胀—时间曲线加以整理 便可绘制出等温转变图。
6.1.3 IT图的基本类型
(5)只呈现贝氏体转变曲线 Ni含量较多的低、中碳铬镍钼
钢或铬镍钨钢，如 18Cr2Ni4WA钢。 (6)只析出碳化物，而无任何其 它相变 奥氏体钢，如4Crl4Nil4 W2Mo。
IT图的基本类型
6.2 CT图
6.2.1 CT图的建立
1. 金相－硬度法
将一组被测钢的试样(通常 Ф15×3mm)加热至奥氏体 化温度并保温后，自奥氏 体状态以一定速度冷至指 定的温度T1、T2、T3… 后计时，立即淬入水中， 将所对应温度的组织状态 固定到室温。
6.1 IT图
6.1.1 IT图的建立
IT图的测定常采用金相法、磁性法、膨胀法等。
转变开始线
A →P
A 过冷
A →B
M
转变终了线
P B
共析钢等温转变C曲线
6.1.1 IT图的建立
（1）金相法
利用金相显微镜直接观察组织的变化来确定过冷奥氏体等 温转变的起止时间。
➢ 将试样加热奥氏体化后， 迅速转入给定温度的等温 浴炉中，分别停留不同时
原因—渗碳体的居里点为230oC，在高于该温度析出时无磁 性表现；而铁素体与珠光体都具有铁磁性，使两者在转变过 程中无法区分。
6.源自文库.2 影响IT图的因素
（一）碳的影响
亚共析碳钢的C曲线随着碳含量的增加向右移；过共析碳钢 的C曲线，随着碳含量的增加向左移。在碳钢中以共析钢的 过冷奥氏体最为稳定，亦即其C曲线处于最右的位置。
F+P
P伪
P
Fe3C+P
P伪
6.1.2 影响IT图的因素
（二） 合金元素
(1) 非(或弱)碳化物形成元素(如Co、Ni、Mn、Si、Cu、B） 除Co外，上述元素均不同程度地同时降低珠光体和贝氏体 转变的速度，使C曲线右移，但不改变C曲线的形状。
(2) 碳化物形成元素(如Cr、Mo、W、V、Ti ) 降低珠光体和贝氏体转变速度，同时使珠光体转变C曲线 移向高温和贝氏体转变C曲线移向低温。当钢中合金元素含 量较高时，将出现双C曲线的特征。
Cr对中、高碳钢IT图的影响
(a) 含0.5%C (b)含1.0%C
Mo的影响。Mo对珠光体转变有强烈的抑制作用，但对贝 氏体转变则影响不显著。Mo对非共析钢先共析产物(铁素 体或渗碳体)析出的速度也有抑制作用。
W的影响与Mo相似。但只有当W量较多时(＞1.0 ％)才能 使珠光体和贝氏体的转变曲线明显分离。
(a) 含0.56%C (b)含1.0%C
6.1.2 影响IT图的因素
Mn的影响。作用与Ni 相似，使C曲线右移 但不改变其形状。Mn 使C曲线右移的作用 大于Ni。
Mn对高碳钢IT图的影响
Cr的影响。Cr显 著提高过冷奥氏体 的稳定性，使转变 孕育期延长；铬含 量超过3％，两曲线 完全分离；铬对贝 氏体转变的推迟作 用大于对珠光体转 变的推迟作用。当 Cr含量相近时，碳 含量高的其孕育期 将更长一些。
6
6.1.2 影响IT图的因素
Co的影响。Co溶入奥氏体， 使等温转变的开始线和终了线 左移，即缩短孕育期，但不改 变C曲线的形状。
Co对高碳钢IT图的影响 (a) 转变开始线 (b) 转变终了线
6.1.2 影响IT图的因素
Ni的影响。Ni不改变 C曲线的形状，但能 显著提高过冷奥氏体 的稳定性，延长孕育 期，并使鼻子略向下 移。随C和Ni含量的 增加，C曲线的位置 右 移 ， 即 孕 育 期 增 长 。Ni对中、高碳钢IT图的影响
冷却收缩
转变结束 转变过程
转变开始 孕育期
（3）磁性法
利用奥氏体为顺磁性，而其转变产物为铁磁性的特性， 通过过冷奥氏体在居里点以下等温或降温过程中引起由顺 磁性到铁磁性的变化来确定转变的起止时间以及转变量与 时间的关系。
优点：试样少、测试时间短和易于确定各转变产物达到一定 百分数时所需的时间。缺点：不能测出过共析钢的先共析产 物的析出线和亚共析钢珠光体转变的开始线。
无论在高温(指奥氏体稳定区)还是低温(指奥氏体亚稳定区) 下对奥氏体进行塑性形变，由于形变可促使碳和铁原子的 扩散，因而将加速珠光体的转变，使形成珠光体的孕育期 缩短；
对贝氏体转变的影响表现为高温(奥氏体稳定区)塑性形变对 之有减缓作用，使形成贝氏体孕育期延长；而低温(奥氏体 亚稳区)塑性形变对之有加速作用，则孕育期缩短。
曲线1～5 Mo含量增加
Mo对共析钢IT图的影响
B的影响。钢中加入微量的硼（0.001～0.005%）就能显著 提高过冷奥氏体的稳定性。超过0.007%后便会生成低熔点 共晶组织，引起钢的热脆性。
合金元素对IT图的影响
（三） 奥氏体化条件
钢奥氏体化时，奥氏体成分愈均匀，则奥氏体转变的形核 率就愈低，即过冷奥氏体的稳定性愈大，使C曲线愈趋向右 移。加热温度偏低，保温时间不足，所获得的奥氏体成分不 均匀，有较多量未溶解的第二相存在，将促进过冷奥氏体的 分解，使C曲线左移。
6.1.3 IT图的基本类型
(3) 珠光体转变与贝氏体转变曲 线分离，珠光体转变的孕育期 比贝氏体转变的长
含有Cr、Mo、W、V等强碳 化物形成元素的钢，如 40CrNiMoA钢。 (4) 只呈现珠光体转变曲线
碳和强碳化物形成元素含量 较高的钢，如不锈钢3Crl3、 4Crl3和工具钢Crl2。
IT图的基本类型
6.1.3 IT图的基本类型
(1) 珠光体转变与贝氏体转变曲 线部分重叠 碳钢或含非(或弱)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。
(2) 珠光体转变曲线与贝氏体转 变曲线分离，珠光体转变的 孕育期比贝氏体转变的短 碳含量较高的合金钢，如 Crl2MnV钢。
IT图的基本类型
间(如t1，t2，t3，…)，随
即迅速淬入盐水中。
➢ 以出现1％转变产物的等 温时间作为转变开始点， 以得到95％转变产物的等 温时间作为转变终了点。
试样的处理方法
（2）膨胀法
采用热膨胀仪，利用钢在相变时发生的比容变化来测定过 冷奥氏体在等温过程中转变的起止时间。
将A1(或A3)至Ms点的温度范围划分成一定数量的等温温度间 隔，每一等温温度使用一个试样。测定时，将试样加热奥氏 体化，随后迅速转入预先控制好的等温炉中，作等温停留， 由膨胀仪自动记录出等温转变时所引起的膨胀效应与时间的 关系曲线。最后将所得到的一系列膨胀—时间曲线加以整理 便可绘制出等温转变图。
6.1.3 IT图的基本类型
(5)只呈现贝氏体转变曲线 Ni含量较多的低、中碳铬镍钼
钢或铬镍钨钢，如 18Cr2Ni4WA钢。 (6)只析出碳化物，而无任何其 它相变 奥氏体钢，如4Crl4Nil4 W2Mo。
IT图的基本类型
6.2 CT图
6.2.1 CT图的建立
1. 金相－硬度法
将一组被测钢的试样(通常 Ф15×3mm)加热至奥氏体 化温度并保温后，自奥氏 体状态以一定速度冷至指 定的温度T1、T2、T3… 后计时，立即淬入水中， 将所对应温度的组织状态 固定到室温。
6.1 IT图
6.1.1 IT图的建立
IT图的测定常采用金相法、磁性法、膨胀法等。
转变开始线
A →P
A 过冷
A →B
M
转变终了线
P B
共析钢等温转变C曲线
6.1.1 IT图的建立
（1）金相法
利用金相显微镜直接观察组织的变化来确定过冷奥氏体等 温转变的起止时间。
➢ 将试样加热奥氏体化后， 迅速转入给定温度的等温 浴炉中，分别停留不同时
原因—渗碳体的居里点为230oC，在高于该温度析出时无磁 性表现；而铁素体与珠光体都具有铁磁性，使两者在转变过 程中无法区分。
6.源自文库.2 影响IT图的因素
（一）碳的影响
亚共析碳钢的C曲线随着碳含量的增加向右移；过共析碳钢 的C曲线，随着碳含量的增加向左移。在碳钢中以共析钢的 过冷奥氏体最为稳定，亦即其C曲线处于最右的位置。
F+P
P伪
P
Fe3C+P
P伪
6.1.2 影响IT图的因素
（二） 合金元素
(1) 非(或弱)碳化物形成元素(如Co、Ni、Mn、Si、Cu、B） 除Co外，上述元素均不同程度地同时降低珠光体和贝氏体 转变的速度，使C曲线右移，但不改变C曲线的形状。
(2) 碳化物形成元素(如Cr、Mo、W、V、Ti ) 降低珠光体和贝氏体转变速度，同时使珠光体转变C曲线 移向高温和贝氏体转变C曲线移向低温。当钢中合金元素含 量较高时，将出现双C曲线的特征。
Cr对中、高碳钢IT图的影响
(a) 含0.5%C (b)含1.0%C
Mo的影响。Mo对珠光体转变有强烈的抑制作用，但对贝 氏体转变则影响不显著。Mo对非共析钢先共析产物(铁素 体或渗碳体)析出的速度也有抑制作用。
W的影响与Mo相似。但只有当W量较多时(＞1.0 ％)才能 使珠光体和贝氏体的转变曲线明显分离。
(a) 含0.56%C (b)含1.0%C
6.1.2 影响IT图的因素
Mn的影响。作用与Ni 相似，使C曲线右移 但不改变其形状。Mn 使C曲线右移的作用 大于Ni。
Mn对高碳钢IT图的影响
Cr的影响。Cr显 著提高过冷奥氏体 的稳定性，使转变 孕育期延长；铬含 量超过3％，两曲线 完全分离；铬对贝 氏体转变的推迟作 用大于对珠光体转 变的推迟作用。当 Cr含量相近时，碳 含量高的其孕育期 将更长一些。
6
6.1.2 影响IT图的因素
Co的影响。Co溶入奥氏体， 使等温转变的开始线和终了线 左移，即缩短孕育期，但不改 变C曲线的形状。
Co对高碳钢IT图的影响 (a) 转变开始线 (b) 转变终了线
6.1.2 影响IT图的因素
Ni的影响。Ni不改变 C曲线的形状，但能 显著提高过冷奥氏体 的稳定性，延长孕育 期，并使鼻子略向下 移。随C和Ni含量的 增加，C曲线的位置 右 移 ， 即 孕 育 期 增 长 。Ni对中、高碳钢IT图的影响
冷却收缩
转变结束 转变过程
转变开始 孕育期
（3）磁性法
利用奥氏体为顺磁性，而其转变产物为铁磁性的特性， 通过过冷奥氏体在居里点以下等温或降温过程中引起由顺 磁性到铁磁性的变化来确定转变的起止时间以及转变量与 时间的关系。
优点：试样少、测试时间短和易于确定各转变产物达到一定 百分数时所需的时间。缺点：不能测出过共析钢的先共析产 物的析出线和亚共析钢珠光体转变的开始线。