第一节 钢在加热和冷却时的转变
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马氏体的透射电镜形貌
板条马氏体 针状马氏体
23
图12 马氏体透射电镜图
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
(4) 马氏体转变的特点 马氏体转变也是形核和长大的过程。其主要特点
3. 马 氏 体 转 变
是： ①无扩散性 铁和碳原子都不 扩散，因而马氏 体的含碳量与奥 氏体的含碳量相 同。
图13 马氏体组织图
3. 马 氏 体 转 变
状。在电镜下，亚结构主要是孪晶，又称孪晶 马氏体。
光镜下
21
电镜下
图12 针状马氏体结构图
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
70 60 硬度 ( HRC ) 50 1400 40 1000 30 20 10 600
(3) 马氏体的性能
2000 1800
200
0
0.1
0.2
0.3
A1～550℃;高温转变 区;扩散型转变; P 转变 区。
550～230℃;中温转变 区; 半扩散型转变; 贝氏体( B ) 转变区;
物
0
1
10
102
103
104
时间(s)
图 9 3 共析钢C曲线分析
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
（1）普通珠光体 形成温度为A1～650℃，片层较厚，500倍 光镜下可辨，用符号P表示.
3. 马 氏 体 转 变
转变为马氏体类型组织。
马氏体转变是强化钢的重 要途径之一。 (1) 马氏体的晶体结构 碳在-Fe中的过饱和固溶 体称马氏体，用M表示。
马氏体转变时，奥氏体中的
马氏体组织
碳全部保留到马氏体中。
19
图10 马氏体组织金相图
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
(2)马氏体的形态
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
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、韧性也 较好，即具有良好的综合力学性能，是生产上常 用的强化组织之一。
上贝氏体
18 图9 贝氏体组织的透射电镜形貌
下贝氏体
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
当奥氏体过冷到Ms以下将
36 3
40-50
50-60 60-65 50
板条状
思考题： 1、试分析将过冷奥氏体分别置于700、 650、550、500、300℃等温转变时，所 得到的组织在结构上和力学性能上的不 同？ 2、马氏体硬度为什么很高？低碳马氏体 和高碳马氏体性能上有什么不同？ 3、 TTT曲线与CCT曲线有什么异同？
5
6
二、奥氏体在冷却时的转变
奥氏体的冷却转变直接影响到热处理后钢的组织 和力学性能，冷却是热处理中最关键的环节。 过冷奥氏体 暂时保留在A1以下的奥氏体。 连续冷却转变 使加热到奥氏体化的钢连续降温进行组织转变 等温冷却转变 使加热到奥氏体化的钢以较快的冷却速度冷到 A1 以下某温度保温，在等温下发组织转变。
33
三、 共析碳钢 TTT 曲线与CCT曲线的比较
1、同一成分的钢的CCT曲 线位于C曲线右下方。要 获得同样的组织，连续 冷却转变比等温转变的 温度要低些，孕育期要 长些。
2、连续冷却时，转变时在 一个温度范围内进行的 ，转变产物的类型可能 不只一种，有时是几种 类型组织的混合。
3、连续冷却转变时，共析 钢不发生贝氏体转变。
未溶Fe3C
A 形核 残余Fe3C
A 长大 A
A
图2 奥氏体 化过程示意 图
4溶解 残余Fe3C
A 均匀化
（四）奥氏体晶粒度的概念
起始晶粒度： 珠光体向奥氏体的转变刚刚完成时奥氏体 晶粒的大小。一般比较细小而均匀 实际晶粒度： 热处理后所获得的奥氏体晶粒的大小。一 般比起始晶粒度大 本质晶粒度： 某种钢在规定的加热条件下，奥氏体晶粒 长大的倾向，不是晶粒大小的实际度量。
（三）碳量对奥氏体等温转变曲线的影响
温度 (℃ ) 800 F 700 600 500 400 B Ms A
亚共析钢的TTT曲线
A3 A1 P+ F S+F T
300
200 100 0 -100 0
Mf
M + A残
1
10
102
103
104
时间(s)
30
温度 (℃ ) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 -100 0
31
过共析钢的TTT曲线
Acm ACM Fe3CⅡ A S + Fe3CⅡ A1 P + Fe3CⅡ T
B Ms
Mff
M + A残
1
10
2 102
3 103
4 104
时间(s)
影响 TTT 曲线形状与位置的因素
（1）奥氏体中含碳量的影响:
亚共析钢的C曲线随含碳量的增加右移； 过共析钢的C曲线随含碳量的增加左移。 温 度 亚共 析钢 过共 析钢 共析 钢 时间 A1
7
（一）奥氏体的等温冷却转变
（1） 建立共析钢过冷奥氏体等温冷却转变曲线 --- TTT曲线 ( C 曲线 ) T --- time T --- temperature T --- transformation 以共析钢为例，将若干试验片加热到AC1线以上温度 并保温，使其转变成均匀的奥氏体，然后分别投入 不同温度（700 ℃ 、600 ℃、 500℃）盐浴中，观 测其组织和测定硬度，便可测出过冷奥氏体在不同 等温槽中开始转变好终了的时间。
24
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
②降温形成 马氏体转变开始的温 度称上马氏体点，用Ms 表示。 马氏体转变终了温度 称下马氏体点，用Mf 表 示。只要温度达到Ms以下 即发生马氏体转变。 在Ms以下，随温度下 降,转变量增加，冷却中 断,转变停止。
25
3. 马 氏 体 转 变
Ms
M(50%)
转变产 形成温度， 转变 物 ℃ 机制 P S T A1～ 650 650～ 600 600～ 550 扩 散 型
贝 氏 体
马 氏 体
B上
B下 M针 M*板条
羽毛状，短棒状Fe3C分布于过 550～ 350 半扩 饱和F条之间 散型 竹叶状，细片状Fe C分布于过 350～ MS MS～ Mf MS～ Mf 饱和F针上 无扩 针状 散型
32
（2）奥氏体中含合金元素的影响: 除Co外, 能溶入奥氏体使过冷奥氏体稳定性增大的 合金元素会使C曲线右移动；溶入较多碳化物形成元素，使C曲 线出现两个鼻尖。
A1 向右移 A1
Ms
向 下 移
Ms 含Cr合金钢
（3）加热温度和保温时间的影响: 加热温度越高, 保温时间越长,碳化物溶解充分, 奥氏体成分 均匀,提高了过冷奥氏体的稳定性, 从而使 TTT曲线向右移。
Mf
图14 马氏体转变曲线
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
③高速长大 马氏体形成速度极快，瞬 间形核，瞬间长大。当一 片马氏体形成时，可能因 撞击作用使已形成的马氏 体产生裂纹。 ④转变不完全即使冷却到 Mf 点，也不可能获得 100% 的马氏体，总有部分奥氏 体未能转变而残留下来，
3. 马 氏 体 转 变
14
2. 中 温 转 变
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
（1）上贝氏体形貌
在光镜下呈羽毛状。 在电镜下为不连续棒状的渗碳体分布于自奥氏 体晶界向晶内平行生长的铁素体条之间。
光镜下
电镜下
15
图6 上贝氏体形貌
（二）奥氏体转变产物的组织和性能 （1）上贝氏体形貌
过饱和碳 α-Fe针叶状
针叶状
第一节 钢在加热和冷却时的转变
主要内容： 1、钢在加热时组织的转变； 2、钢在冷却时组织的转变。 重点： 1、奥氏体化过程以及每个阶段的特征 2、奥氏体等温冷却转变（TTT）产物 3、影响TTT曲线的因素 难点： 1、连续冷却转变（CCT曲线） 2、TTT与CCT的异同
1
2
一、钢在加热时的组织转变转变温度
（一）钢的临界温度
在实际生产中，由于加 热和冷却不是很缓慢， 因此实际发生组织转变 的温度与相图的A1、A3、 Acm 有一定的偏离。 通常加热用 Ac1、Ac3、 Accm 表示，冷却用Ar1、 Ar3、Arcm表示。
图1 钢在加热、冷却时的临界温度
3
(二) 奥氏体化过程
Fe3C
A 奥 氏 体 的 形 成 A
1. 高 温 转 变
图5 极细珠光体形貌
形成温度为600-550℃，片层极薄，电镜下可辨。
13
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
由于转变温度降低，原子的扩散能力减弱，转变 具有扩散型转变和非扩散型转变的两重性。转变 过程中，碳原子只能做短距离的扩散，铁原子几 乎不扩散，仅从面心立方晶格改组为体心立方晶 格。铁素体中碳含量有过饱和现象。这种过饱和 的铁素体和细小颗粒状渗碳体的机械混合物成为 贝氏体。用B表示。 在中温转变区域，由于转变温度的不同，碳原子 的扩散能力有差别，因而形成的贝氏体形态、性 能也有所不同。在550 ℃-350 ℃范围内奥氏体转 变成的组织称为上贝氏体。在350℃-Ms范围内形 成的组织称为下贝氏体。
1. 高 温 转 变
光镜下形貌
10
电镜下形貌 图4 普通珠光体形貌
11
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
（2）细珠光体形貌像
1. 高 温 转 变
图5 细珠光体形貌
电镜形貌
形成温度为650-600℃,片层较薄，800-1000倍光 镜下可辨。
12
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
（3）极细珠光体形貌
8
（一）奥氏体的等温冷却转变
温度 (℃) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 -100 Mf 230～ - 50℃; 低温转 变区; 非扩散型转变; 马氏体 ( M ) 转变区。 Ms A向产 物转变开始线 过 冷 奥 + 氏产 体 区 A A向产物 转变终止线 区 产 物 区 稳定的奥氏体区 A1
’
图15 残余奥氏体组织图
残余奥氏体，用 A’ 或’表示。
26
（三）奥氏体连续冷却转变 实际生产中，如一般淬火、正火、退火等，过 冷奥氏体的转变均是在连续冷却时转变的，所以 研究奥氏体在连续冷却过程中的转变具有十分重 要的意义。 在连续冷却过程中，过冷奥氏体同样会转变成 珠光体或贝氏体等。组织转变的温度区域与奥氏 体等温转变大致相同。但连续冷却却是按照一定 的速度从较高的温度冷却，奥氏体的组织转变发 生在各个不同的转变温度区域。因此就会得到不 同的产物。
34
45号钢CCT图
35
总结
转变 类型 珠 光 体
过冷奥氏体转变产物（共析钢）
显微组织特征 粗片状，F、Fe3C相间分布 细片状，F、Fe3C相间分布 极细片状，F、Fe3C相间分布 HRC 5-20 20-30 30-40 获得 工艺 退火 正火 等温 处理 等温 处理 等温 淬火 淬火 淬火
27
（四）奥氏体连续冷却转变
共析碳钢 CCT 曲线建立过程示意图 温 度 A+P Ps Ms Mf 水冷
A1
Pf
炉冷 K
空冷
Vk
油冷
图28 16 共析钢CCT曲线图
Vk′ 时间
过冷奥氏体在连续冷却时的转变情况
（1）图中冷却速度v1相当于随炉冷却的速度，根据v1与C曲线相交的 位置，过冷奥氏体将转变为珠光体(P)； （2）冷却速度v2相当于空气中冷却的速度，根据v2与C曲线相交的位 置，过冷奥氏体将转变为索氏体(S)； （3）冷却速度v3相当于淬火时的冷却 速度，有一部分过冷奥氏体转变为托氏 体(T)，剩余的过冷奥氏体冷却到Ms开 始转变成马氏体(M)，最终获得屈氏体 ＋马氏体＋残余奥氏体的混合组织； （4）冷却速度v4相当于在水中冷却时 的冷却速度，它不与C曲线相交，一直 过冷到Ms点以下开始转变为马氏体(M)， 得到马氏体和残余奥氏体的混合组织。 冷却速度vk与C曲线鼻尖相切，为该钢的 临界冷却速度。 6
0.7
0.8
0.9
1.0
图13 马氏体的碳浓度 Wc 100
抗拉强度 b ( MPa )
σ
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
马氏体强化的主要原因是过饱和碳引起的固溶强化。 此外，马氏体转变产生的组织细化也有强化作用。 马氏体的塑性和韧性主要取决于其亚结构的形式。 针状马氏体脆性大，板条马氏体具有较好的塑性和 韧性.
Fe3C细片状
B下 =过饱和碳 α-Fe针叶状 + Fe3C细片状
图7 上贝氏体形貌结构示意图
（2）350～230℃: B下; 45～55HRC;良好综合力学 16 性能，生产中常等温淬火获得。
（二）奥氏体转变产物的组织和性能 （2）下贝氏体形貌
光镜下
电镜下
图8 下贝氏体形貌结构
17
光镜下呈竹叶状。 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。
3. 马 氏 体 转 变
马氏体的形态分板条 和针状两类。 ① 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。
20
光镜下
电镜下
图11 板条马氏体结构图
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
② 针状马氏体 立体形态为双凸透镜形的片状。显微组织为针
板条马氏体 针状马氏体
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图12 马氏体透射电镜图
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
(4) 马氏体转变的特点 马氏体转变也是形核和长大的过程。其主要特点
3. 马 氏 体 转 变
是： ①无扩散性 铁和碳原子都不 扩散，因而马氏 体的含碳量与奥 氏体的含碳量相 同。
图13 马氏体组织图
3. 马 氏 体 转 变
状。在电镜下，亚结构主要是孪晶，又称孪晶 马氏体。
光镜下
21
电镜下
图12 针状马氏体结构图
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
70 60 硬度 ( HRC ) 50 1400 40 1000 30 20 10 600
(3) 马氏体的性能
2000 1800
200
0
0.1
0.2
0.3
A1～550℃;高温转变 区;扩散型转变; P 转变 区。
550～230℃;中温转变 区; 半扩散型转变; 贝氏体( B ) 转变区;
物
0
1
10
102
103
104
时间(s)
图 9 3 共析钢C曲线分析
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
（1）普通珠光体 形成温度为A1～650℃，片层较厚，500倍 光镜下可辨，用符号P表示.
3. 马 氏 体 转 变
转变为马氏体类型组织。
马氏体转变是强化钢的重 要途径之一。 (1) 马氏体的晶体结构 碳在-Fe中的过饱和固溶 体称马氏体，用M表示。
马氏体转变时，奥氏体中的
马氏体组织
碳全部保留到马氏体中。
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图10 马氏体组织金相图
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
(2)马氏体的形态
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
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、韧性也 较好，即具有良好的综合力学性能，是生产上常 用的强化组织之一。
上贝氏体
18 图9 贝氏体组织的透射电镜形貌
下贝氏体
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
当奥氏体过冷到Ms以下将
36 3
40-50
50-60 60-65 50
板条状
思考题： 1、试分析将过冷奥氏体分别置于700、 650、550、500、300℃等温转变时，所 得到的组织在结构上和力学性能上的不 同？ 2、马氏体硬度为什么很高？低碳马氏体 和高碳马氏体性能上有什么不同？ 3、 TTT曲线与CCT曲线有什么异同？
5
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二、奥氏体在冷却时的转变
奥氏体的冷却转变直接影响到热处理后钢的组织 和力学性能，冷却是热处理中最关键的环节。 过冷奥氏体 暂时保留在A1以下的奥氏体。 连续冷却转变 使加热到奥氏体化的钢连续降温进行组织转变 等温冷却转变 使加热到奥氏体化的钢以较快的冷却速度冷到 A1 以下某温度保温，在等温下发组织转变。
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三、 共析碳钢 TTT 曲线与CCT曲线的比较
1、同一成分的钢的CCT曲 线位于C曲线右下方。要 获得同样的组织，连续 冷却转变比等温转变的 温度要低些，孕育期要 长些。
2、连续冷却时，转变时在 一个温度范围内进行的 ，转变产物的类型可能 不只一种，有时是几种 类型组织的混合。
3、连续冷却转变时，共析 钢不发生贝氏体转变。
未溶Fe3C
A 形核 残余Fe3C
A 长大 A
A
图2 奥氏体 化过程示意 图
4溶解 残余Fe3C
A 均匀化
（四）奥氏体晶粒度的概念
起始晶粒度： 珠光体向奥氏体的转变刚刚完成时奥氏体 晶粒的大小。一般比较细小而均匀 实际晶粒度： 热处理后所获得的奥氏体晶粒的大小。一 般比起始晶粒度大 本质晶粒度： 某种钢在规定的加热条件下，奥氏体晶粒 长大的倾向，不是晶粒大小的实际度量。
（三）碳量对奥氏体等温转变曲线的影响
温度 (℃ ) 800 F 700 600 500 400 B Ms A
亚共析钢的TTT曲线
A3 A1 P+ F S+F T
300
200 100 0 -100 0
Mf
M + A残
1
10
102
103
104
时间(s)
30
温度 (℃ ) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 -100 0
31
过共析钢的TTT曲线
Acm ACM Fe3CⅡ A S + Fe3CⅡ A1 P + Fe3CⅡ T
B Ms
Mff
M + A残
1
10
2 102
3 103
4 104
时间(s)
影响 TTT 曲线形状与位置的因素
（1）奥氏体中含碳量的影响:
亚共析钢的C曲线随含碳量的增加右移； 过共析钢的C曲线随含碳量的增加左移。 温 度 亚共 析钢 过共 析钢 共析 钢 时间 A1
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（一）奥氏体的等温冷却转变
（1） 建立共析钢过冷奥氏体等温冷却转变曲线 --- TTT曲线 ( C 曲线 ) T --- time T --- temperature T --- transformation 以共析钢为例，将若干试验片加热到AC1线以上温度 并保温，使其转变成均匀的奥氏体，然后分别投入 不同温度（700 ℃ 、600 ℃、 500℃）盐浴中，观 测其组织和测定硬度，便可测出过冷奥氏体在不同 等温槽中开始转变好终了的时间。
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（二）奥氏体转变产物的组织和性能
②降温形成 马氏体转变开始的温 度称上马氏体点，用Ms 表示。 马氏体转变终了温度 称下马氏体点，用Mf 表 示。只要温度达到Ms以下 即发生马氏体转变。 在Ms以下，随温度下 降,转变量增加，冷却中 断,转变停止。
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3. 马 氏 体 转 变
Ms
M(50%)
转变产 形成温度， 转变 物 ℃ 机制 P S T A1～ 650 650～ 600 600～ 550 扩 散 型
贝 氏 体
马 氏 体
B上
B下 M针 M*板条
羽毛状，短棒状Fe3C分布于过 550～ 350 半扩 饱和F条之间 散型 竹叶状，细片状Fe C分布于过 350～ MS MS～ Mf MS～ Mf 饱和F针上 无扩 针状 散型
32
（2）奥氏体中含合金元素的影响: 除Co外, 能溶入奥氏体使过冷奥氏体稳定性增大的 合金元素会使C曲线右移动；溶入较多碳化物形成元素，使C曲 线出现两个鼻尖。
A1 向右移 A1
Ms
向 下 移
Ms 含Cr合金钢
（3）加热温度和保温时间的影响: 加热温度越高, 保温时间越长,碳化物溶解充分, 奥氏体成分 均匀,提高了过冷奥氏体的稳定性, 从而使 TTT曲线向右移。
Mf
图14 马氏体转变曲线
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
③高速长大 马氏体形成速度极快，瞬 间形核，瞬间长大。当一 片马氏体形成时，可能因 撞击作用使已形成的马氏 体产生裂纹。 ④转变不完全即使冷却到 Mf 点，也不可能获得 100% 的马氏体，总有部分奥氏 体未能转变而残留下来，
3. 马 氏 体 转 变
14
2. 中 温 转 变
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
（1）上贝氏体形貌
在光镜下呈羽毛状。 在电镜下为不连续棒状的渗碳体分布于自奥氏 体晶界向晶内平行生长的铁素体条之间。
光镜下
电镜下
15
图6 上贝氏体形貌
（二）奥氏体转变产物的组织和性能 （1）上贝氏体形貌
过饱和碳 α-Fe针叶状
针叶状
第一节 钢在加热和冷却时的转变
主要内容： 1、钢在加热时组织的转变； 2、钢在冷却时组织的转变。 重点： 1、奥氏体化过程以及每个阶段的特征 2、奥氏体等温冷却转变（TTT）产物 3、影响TTT曲线的因素 难点： 1、连续冷却转变（CCT曲线） 2、TTT与CCT的异同
1
2
一、钢在加热时的组织转变转变温度
（一）钢的临界温度
在实际生产中，由于加 热和冷却不是很缓慢， 因此实际发生组织转变 的温度与相图的A1、A3、 Acm 有一定的偏离。 通常加热用 Ac1、Ac3、 Accm 表示，冷却用Ar1、 Ar3、Arcm表示。
图1 钢在加热、冷却时的临界温度
3
(二) 奥氏体化过程
Fe3C
A 奥 氏 体 的 形 成 A
1. 高 温 转 变
图5 极细珠光体形貌
形成温度为600-550℃，片层极薄，电镜下可辨。
13
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
由于转变温度降低，原子的扩散能力减弱，转变 具有扩散型转变和非扩散型转变的两重性。转变 过程中，碳原子只能做短距离的扩散，铁原子几 乎不扩散，仅从面心立方晶格改组为体心立方晶 格。铁素体中碳含量有过饱和现象。这种过饱和 的铁素体和细小颗粒状渗碳体的机械混合物成为 贝氏体。用B表示。 在中温转变区域，由于转变温度的不同，碳原子 的扩散能力有差别，因而形成的贝氏体形态、性 能也有所不同。在550 ℃-350 ℃范围内奥氏体转 变成的组织称为上贝氏体。在350℃-Ms范围内形 成的组织称为下贝氏体。
1. 高 温 转 变
光镜下形貌
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电镜下形貌 图4 普通珠光体形貌
11
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
（2）细珠光体形貌像
1. 高 温 转 变
图5 细珠光体形貌
电镜形貌
形成温度为650-600℃,片层较薄，800-1000倍光 镜下可辨。
12
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
（3）极细珠光体形貌
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（一）奥氏体的等温冷却转变
温度 (℃) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 -100 Mf 230～ - 50℃; 低温转 变区; 非扩散型转变; 马氏体 ( M ) 转变区。 Ms A向产 物转变开始线 过 冷 奥 + 氏产 体 区 A A向产物 转变终止线 区 产 物 区 稳定的奥氏体区 A1
’
图15 残余奥氏体组织图
残余奥氏体，用 A’ 或’表示。
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（三）奥氏体连续冷却转变 实际生产中，如一般淬火、正火、退火等，过 冷奥氏体的转变均是在连续冷却时转变的，所以 研究奥氏体在连续冷却过程中的转变具有十分重 要的意义。 在连续冷却过程中，过冷奥氏体同样会转变成 珠光体或贝氏体等。组织转变的温度区域与奥氏 体等温转变大致相同。但连续冷却却是按照一定 的速度从较高的温度冷却，奥氏体的组织转变发 生在各个不同的转变温度区域。因此就会得到不 同的产物。
34
45号钢CCT图
35
总结
转变 类型 珠 光 体
过冷奥氏体转变产物（共析钢）
显微组织特征 粗片状，F、Fe3C相间分布 细片状，F、Fe3C相间分布 极细片状，F、Fe3C相间分布 HRC 5-20 20-30 30-40 获得 工艺 退火 正火 等温 处理 等温 处理 等温 淬火 淬火 淬火
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（四）奥氏体连续冷却转变
共析碳钢 CCT 曲线建立过程示意图 温 度 A+P Ps Ms Mf 水冷
A1
Pf
炉冷 K
空冷
Vk
油冷
图28 16 共析钢CCT曲线图
Vk′ 时间
过冷奥氏体在连续冷却时的转变情况
（1）图中冷却速度v1相当于随炉冷却的速度，根据v1与C曲线相交的 位置，过冷奥氏体将转变为珠光体(P)； （2）冷却速度v2相当于空气中冷却的速度，根据v2与C曲线相交的位 置，过冷奥氏体将转变为索氏体(S)； （3）冷却速度v3相当于淬火时的冷却 速度，有一部分过冷奥氏体转变为托氏 体(T)，剩余的过冷奥氏体冷却到Ms开 始转变成马氏体(M)，最终获得屈氏体 ＋马氏体＋残余奥氏体的混合组织； （4）冷却速度v4相当于在水中冷却时 的冷却速度，它不与C曲线相交，一直 过冷到Ms点以下开始转变为马氏体(M)， 得到马氏体和残余奥氏体的混合组织。 冷却速度vk与C曲线鼻尖相切，为该钢的 临界冷却速度。 6
0.7
0.8
0.9
1.0
图13 马氏体的碳浓度 Wc 100
抗拉强度 b ( MPa )
σ
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
马氏体强化的主要原因是过饱和碳引起的固溶强化。 此外，马氏体转变产生的组织细化也有强化作用。 马氏体的塑性和韧性主要取决于其亚结构的形式。 针状马氏体脆性大，板条马氏体具有较好的塑性和 韧性.
Fe3C细片状
B下 =过饱和碳 α-Fe针叶状 + Fe3C细片状
图7 上贝氏体形貌结构示意图
（2）350～230℃: B下; 45～55HRC;良好综合力学 16 性能，生产中常等温淬火获得。
（二）奥氏体转变产物的组织和性能 （2）下贝氏体形貌
光镜下
电镜下
图8 下贝氏体形貌结构
17
光镜下呈竹叶状。 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。
3. 马 氏 体 转 变
马氏体的形态分板条 和针状两类。 ① 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。
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光镜下
电镜下
图11 板条马氏体结构图
（二）奥氏体转变产物的组织和性能
② 针状马氏体 立体形态为双凸透镜形的片状。显微组织为针