金属材料及热处理 11 钢的热处理篇(2)

3 粗糙 精确
防止出现非马氏体组织，获得马氏
体组织（M+A残 ）。（虽然如此， 实际上要获得更多的M，而尽可能
水蒸气膜 1
水蒸气膜消失 2
减少A残 ，即使是大于了Vc，钢的 淬火冷却速度愈大愈好，只是防变
形、裂纹、开裂等，冷却速度不宜
钢件
钢件
太大）
——理想与实际冷却速率
水
水
理想 水温上升
3
钢件
水
（4）TTT图和CCT图的应用
源自文库
建立了组织性能↔等温温度和时间或
冷却速度之间的关系。
Ac1
i、作为制定热处理工艺及分析热处理
后钢件组织性能的重要依据；
ii、 CCT图是分析焊缝的热影响区组
织性能重要依据；（不同加热温度奥
氏体化后的连续冷却过程）
iii、比较钢种的过冷奥氏体的稳定性
和Ms，是选材依据；
iv、TTT和CCT是形变热处理的重要
Ac3
Ac1
Ac1
Accm Ac1
（3）临界冷却速率 Vc
—— 奥氏体冷却时直接获得完全
1
Ac1
的马氏体而不发生其它的相变（珠
光体型转变）所需要的最小冷却速
2
率。
—— Vc决定着，淬火时采用需采
用什么冷却介质，材料的淬透性如
何，如何选取钢材，等等。
—— 显然，C曲线或CCT曲线右移， 过冷奥氏体稳定，Vc越小，更容易
③ C↑，贝氏体转变部分的曲线右移，不利于贝氏体转变，对于亚、过，均如此； ④ C↑，马氏体转变点（Ms）下降，马氏体相变困难。 （2）合金元素 ① 除了Co、Al外，合金元素均使C曲线右移，成份↑，右移量↑，即奥氏体稳定化；
（Co使C曲线左移，Al使C曲线的贝氏体转变部分左移。） ② 除了少量的Ni不会使之分开外，大多数合金元素的加入也会使P和B的转变温度， 而导致P和B两部分曲线分开，成两根曲线 ； ③ 除了Co、Al外，合金元素通常使Ms下降，马氏体相变困难。 （3）奥氏体化温度和保温时间 T↑，t ↑ ，C曲线右移，奥氏体稳定化，原因：奥氏体均匀且晶粒长大，晶界减小 ， 达到足够的成分起伏难，而且优先形核的位置减少。 （4）原始组织 原始组织越细，奥氏体晶粒长大 ，C曲线右移，奥氏体稳定化，原因：原始组织细， 起始晶粒细， 晶粒长大倾向大， 晶界减小 。
MM
M+P P
t
终了转变线τ
中止转变线τ Msτ
Vcτ
t
类似于等温转变C曲线的测绘原理与方 法，只是冷却方法不同，需设法获得 不同的冷速，找到开始和终了（停止） 转变点，连接成线。
（2）CCT与TTT的主要差别 i、CCT 在TTT的右下方（孕育期长一点）； ii、共及过共析钢无B转变曲线（低碳钢可能 有），原因：C↑，更强烈推迟B转变，在连续 冷却时难以达到B转变的孕育期； iii、马氏体转变线不再是一个严格的水平线； iv、形状不同，存在一条中止线。
六、碳钢及钢的热处理
1、Fe-C相图与碳钢 2、钢的加热转变（奥氏体化） 3、 奥氏体的冷却转变（奥氏体分解， C曲线） 4、 珠光体转变与钢的退火、正火 5、 马氏体转变与钢的淬火 6、 淬火钢的加热转变与钢的回火 7、 贝氏体转变与钢的等温淬火 8、 表面淬火 9、 化学热处理 10、热处理的工艺基础（略）
依据。
CCT图测绘难，而一般在钢材手册中 TTT图比较齐全，在无CCT时，可以 借用TTT图近似粗略地代替CCT使用。 具体使用如图所示。 注意中止线
谢 谢！
3、钢的冷却转变（过冷奥氏体的分解过程）
钢的热处理通常首先是奥氏体化，然后以不同的方式冷却（等温冷却和连续 冷却），发生不同的转变，而得到不同的组织。
1）等温冷却
以共析钢为例
（1）共析钢成分的过冷奥氏体（奥氏体化 后冷却）的等温分解转变服从过冷转变的 TTT图
➢珠光体转变→珠光体 ——A1-550℃（高温）
➢TTT图的绘制 ➢TTT图的意义
✓温度、时间对相变量的影响； ✓孕育期 ✓冷去速率 ✓热处理的依据
➢TTT图的图形与使用
T
母相
孕育期τ 鼻尖
母相+新 相
新相
孕育期τ
开始转变线
临界冷却速
M 率 M+P
终了转变线 25、50、75%
转变线
P t
Xt
50%
T T6
T5 T4 T3 T2 T1
T4 T3 T5 T2 T6 T1
✓A1-650℃（P, 珠光体） ✓650-600℃（S, 索氏体） ✓600-550℃（T, 屈氏体） ➢贝氏体转变→贝氏体
——550℃-Ms（ 240℃） （中温） ✓550-350℃（B上, 上贝氏体） ✓350℃-Ms（B下, 下贝氏体） ➢马氏体转变→马氏体
—— 低于Ms （低温）
对于冷却转变（略）
t t
2）影响奥氏体化的主要因素（影响C曲线的位置与形状）
主要是三个方面的影响 （1）碳含量 （以共析钢的C曲线为基准） ① C↓，亚共析钢有先共析铁素体析出线， C↑，过共析钢有先共析渗碳体析出线； ② C↓或↑，C曲线左移（亚—C↑—右移，过—C↑—左移），原因：先析出相诱发相变；
除了珠光体转变、贝氏体转变、马氏体转变以外，亚共析钢和过共析钢成分的过冷奥 氏体分解还有先共析铁素体或先共析渗碳体的析出
2）连续冷却
（ 以 共 析 钢 为 例 ， CCT 图 ， Continuous Cooling Transformation）
TTT 图（C曲线）概括了等温转变，但 实际中一般为连续转变，因此测定过 冷奥氏体连续冷却转变图（CCT图） 更有实际意义。
（1）CCT图的测绘（略）
T
开始转变线τ
T
Ac1