第三章__奥氏体的形成分解

3. A形成的条件
过热（T>A1）
G
GA
GP
△ GV △T
A1=727℃
T℃
过热度↗，Ac1 ↗，驱动力↗，转变速度↗。
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3.2、奥氏体形成机理 (以共析钢为例）
形核+长大 F + Fe3C 1.奥氏体的形核
Ac1以上 加热
(珠光体类组织向A转变） A
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A 0.77% fcc
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3.1、奥氏体的形成
一、奥氏体的组织和结构 1.奥氏体组织 多边形的等轴晶粒 2.结构 碳在γ-Fe中的间隙固溶体(书图2.3)
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3.1、奥氏体的形成
二、奥氏体性能 室温不稳定相 高塑性、低屈服强度 利用奥氏体量改善材料塑性 顺磁性能 测残余奥氏体和相变点 线膨胀系数大 应用于仪表元件 导热性能差 耐热钢 比容最小 利用残余奥氏体量减少材料淬火变形
Fe
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→ C%
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Fe3C
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1.平衡加热状态
亚共析钢的奥氏体化 • 室温下组织为F+P。 • A1以上，F+A
Fe
T℃ A 3 F
A
Acm A1
• A3以上，A
C
FP F A A
A1 A3
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1.平衡加热状态 过共析钢的奥氏体化
• 室温下组织为 P+Fe3C • A1以上，Fe3C+A • Acm以上，A • 在A1〜Acm之间的奥氏体化， 称为不完全奥氏体化，热处 理工艺中常用。
Fe C
T℃
A3
A
Acm
F
A1
P Fe3C A Fe3C A
A1 Acm
T℃ δ ↑
E 1148℃ F A+ Fe3C
A G 912 ℃
A3
A+F F P Q
Acm S A1
727℃ K
F + Fe3C → C%
Fe
Fe3C
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奥氏体的形成是钢在加热过程中，由珠光体转变成奥氏体
的过程。
相转变： 碳含量： 点阵结构: F + 0.02% bcc Fe3C 6.69% 复杂斜方
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平行于片层
奥氏体长大方向 A
F Fe3C
A平行于片层长大速度 > 垂直于片层长大速度
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45钢在735℃加热10min的组织15000×
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3.2、奥氏体形成机理
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2.实际加热状态（非平衡态） 实际加热或冷却都是在较快的速度下进行（非平衡过 程），实际转变温度与相图中的临界温度存在一定的偏离， 会出现滞后。 也即G= G A - Gp ＜0 才发生转变。 加热时： 实际转变温度移向高温，以Ac表示 Ac1、Ac3、Accm 冷却时： 实际转变温度移向低温，用Ar表示 Ar1、Ar3、Arcm
4s
6s
8s
15s
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垂直于片层
C T℃ A Fe3C
CA/Fe3C
CA/F
T1
F A
CF/Fe3C
A CF/A
CA/F CA/Fe3C
T℃
CF/A T CF/Fe3C
1
C
A
Fe
F
长大受控于C在A中扩散，C在F中扩散起促进作用。
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△ G = - △ G v + △ Gs + △ Ge - △ Gd
△Gv—体积自由能差， △Gs —表面能， △Ge —弹性应变能 相界面△Gs 、△Ge 较小，更易满足热力学条件△G<0.
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3.1、奥氏体的形成
三、奥氏体的形成与铁碳相图 平衡加热状态 实际加热状态（非平衡态） T℃ δ A形成的条件——过热 ↑
A
G 912 ℃ E 1148℃ F
A3
A+F F P Q
Acm S
A+ Fe3C
A1
727℃
K
F + Fe3C
1.奥氏体的形核 2.奥氏体的长大 片状珠光体 奥氏体向垂直于片层和平行于片层方向长大.
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转 变 温 度
A G Ac3
E
Accm Acm Arcm Ac1 P+Cm A1 Ar1
1148℃
A3
Ar3 S
F P F+P Q Fe 0.0218
727℃
0.77
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2.11
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C%→
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第三章
奥氏体的形成
3.1、奥氏体的形成 3.2、奥氏体形成机理 3.3、奥氏体转变动力学
3.4、奥氏体晶粒长大及其控制
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ห้องสมุดไป่ตู้
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是不是所有的金属材料都可以进行热处理呢？
Ⅰ Ⅱ L +

A
B
只有固态相变发生的合金才能进行热处理。
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F Fe3C 球 状 P 形 核
球状珠光体中：
优先在F/Fe3C界面形核 片状珠光体中： 优先在珠光体团的界面形核 也在F/Fe3C片层界面形核
A
Fe3C F
片 状 P 形 核
珠光体团界
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奥氏体在F/Fe3C界面形核原因： (1) 易获得形成A所需浓度起伏，结构起伏和能量起伏. (2) 在相界面形核使界面能和应变能的增加减少。
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℃ A
G 820 780 738
E
Acm
1148℃
A3
0.23 0.41 0.68 0.93 0.89 0.79
F P
727℃
S P+Cm
0.77
固态相变, SMSE,CUMT
A1
F+P Q Fe 0.0218
2.11
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C%→
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3.2、奥氏体形成机理
1.奥氏体的形核 2.奥氏体的长大 A的长大是通过渗碳体 的溶解，C原子在A中的扩 散以及A两侧界面向F和 Fe3C推移来进行的。 A长大方向基本垂直于 片层和平行于片层。