金属材料热处理原理.pptVIP

图图4.15 M4.15 M的晶体的晶体 结构示意图结构示意图 （2）马氏体（M）转变 M M的形成条件（的形成条件（T TM M S S ，V VV VkC kC） ） i冷却速度必须大于临界冷速冷却速度必须大于临界冷速V VKC KC(V (V C C); ); ii奥氏体必须过冷到奥氏体必须过冷到230230 (Ms)(Ms) 以下将转变为以下将转变为 马氏体马氏体（MM）类型组织（如右图类型组织（如右图4.214.21所示）。所示）。 晶体结构特点晶体结构特点 马氏体是碳在马氏体是碳在 -Fe -Fe 中的过饱和固溶体，中的过饱和固溶体， 用用MM表示表示. . M转变时，A中的碳全部保留在M中；其具有体心正 方晶格（a=bc），轴比c /a 称M的正方度。C% 越高 ，正方度越大，正方畸变越严重；当0.25%C时, c /a =1, 此时M为BCC晶格. 图图4.21 4.21 共析碳钢的共析碳钢的CCTCCT曲曲 线线 因此，伴随因此，伴随MM形成其比容增大，由此产生组织应力，易使工件产生变形开裂。形成其比容增大，由此产生组织应力，易使工件产生变形开裂。 M M的的 组织形态与性能组织形态与性能 钢中钢中M M的的组织形态主要有板条状和片状两种基本类型。组织形态主要有板条状和片状两种基本类型。 板条状板条状MM，位错，位错MM或低碳或低碳MM 片状片状MM，孪晶，孪晶MM或高碳或高碳 MM M M的组织形态与性能的组织形态与性能 l l 影响影响MM形态的因素形态的因素 l l MM形态形态MM转变温度转变温度A A化学成分（如左下图所示）化学成分（如左下图所示） l l 0.2%0.2%C C 低碳低碳MM；1.0%C 1.0%C 高碳高碳MM。 l l 0.2%0.2%1.01.0C C：当小于：当小于0.60.6C C时，以低碳时，以低碳MM为主；当大于为主；当大于0.60.6C C时，以高碳时，以高碳MM为主。为主。应应 注意：注意：A A的碳含量的碳含量钢的碳含量钢的碳含量 l l 随钢中奥氏体碳含量的增加，随钢中奥氏体碳含量的增加，MM的转变温度下降，残余奥氏体量增加，的转变温度下降，残余奥氏体量增加， 如右下图所示。如右下图所示。 图图4.4. 奥氏体的碳含量对奥氏体的碳含量对MM转变温度（转变温度（a a）及）及ARAR量（量（b b）的影）的影 响响 图图4.4. MM形态与碳含量关系形态与碳含量关系 M M的组织形态与性能的组织形态与性能 MM的性能的性能 M具有高强度、高硬度：固溶强化，相变强化，时效强化，细晶强化 等。 MM是最经济、有效的综合强化效果。是最经济、有效的综合强化效果。 M具有高的硬度和强度。M的硬度主要取决于碳含量（如右下图所示）。 碳含量对碳含量对MM强度和硬度影响强度和硬度影响 表表4.4. 淬火钢的塑、韧性与碳含量间关系淬火钢的塑、韧性与碳含量间关系 MM的塑性、韧性的塑性、韧性 则则主要取决于其亚结 构：孪晶M - 塑韧性差， 位错M- 强韧性好。 请思考：请思考：如何理解如何理解“M M的强度和硬度主要取的强度和硬度主要取 决于决于M M的碳含量的碳含量”，试就图，试就图4.184.18解释之？解释之？ （3 3）贝氏体（）贝氏体（BB）转变转变 l l 组织形态 组织形态 l图4.19 B上的显微组织形态 图4.20 B下的显微组织形态 金相显微组织金相显微组织500X500X电子显微组织4000X 表4.2 贝氏体型转变的 形成温度、转变机制、 组织特征、形成特点、 硬度及性能特点，获得 工艺 AA等温转变的类型、产物、性能及特征等温转变的类型、产物、性能及特征 两种马氏体的性能比较（如下表所示）两种马氏体的性能比较（如下表所示） l l 贝氏体转变特征一览表（共析钢）贝氏体转变特征一览表（共析钢） 注意区分与比较注意区分与比较: : 4. 4. 过冷奥氏体连续冷却转变曲线过冷奥氏体连续冷却转变曲线 （CCTCCT曲线）曲线） （1 1）CCTCCT曲线及分析曲线及分析 i i 共析钢的共析钢的CCTCCT曲线没有贝氏体转变区，在曲线没有贝氏体转变区，在P P转变区之下多了一条转变中止线转变区之下多了一条转变中止线(K(K线线) ) 。当连续冷却曲线碰到K线时，P转变中止，余下的过冷奥氏体一直保持到Ms以 下转变为M。 ii CCTii CCT曲线位于曲线位于C C曲线的右下方。曲线的右下方。 l l 图图4.214.21中中 A A 1 1 共析线；共析线； l lP PS S 线线AA转变为转变为P P开始开始 线；线； l lP P f f 线线AA转变为转变为P P终了终了 线；线； l l K K线线AA转变为转变为P P中止线中止线 ； l l MsMs线线AA转变为转变为MM开始开始 线。线。 l lV V kCkC为 为CCTCCT曲线的曲线的临界冷临界冷 却速度却速度，即获得全部马氏，即获得全部马氏 体组织时的最小冷却速度体组织时的最小冷却速度. . 图图4.22 4.22 共析碳钢共析碳钢CCTCCT曲线曲线 与与C C曲线比较曲线比较 （2 2）CCTCCT与与C C曲线比较曲线比较 图图4.21 4.21 共析碳钢的共析碳钢的 CCTCCT曲线曲线 A AA M + M + A AR R P P型型 l l 4.4.过冷奥氏体连续冷却转变曲线过冷奥氏体连续冷却转变曲线 l 它是通过测定不同冷速下过冷奥氏体的转变量获得的。 图图4.21 4.21 共析钢共析钢CCTCCT曲曲 线线 过共析钢过共析钢CCTCCT曲线曲线图图4.24 4.24 亚共析钢亚共析钢CCTCCT曲线曲线 l 过共析钢过共析钢CCTCCT曲线曲线也无贝氏体转变区, 但比共析钢CCT曲线多一条AFe3C转变开始 线。由于Fe3C的析出, 奥氏体中含碳量下降, 因而Ms 线右端升高. l 亚共析钢亚共析钢CCT CCT 曲线曲线有贝氏体转变区，还多AF开始线, F析出使A含碳量升高, 因而 Ms 线右端下降. 过共析钢CCT曲线亚共析钢CCT曲线 4. 4. 过冷奥氏体连续冷却转变曲线过冷奥氏体连续冷却转变曲线 （CCTCCT曲线）曲线） 5.5. 过冷奥氏体转变曲线的应用过冷奥氏体转变曲线的应用 （1 1）C C曲线的应用曲线的应用 炉 冷 空 冷 油 冷 水 冷 P P S S T+M+AT+M+A M+AM+A 用用C C曲线定性说明共析钢连续冷却时曲线定性说明共析钢连续冷却时 的组织转变的组织转变 CCT曲线获得困难; TTT曲线容易测得. 可用TTT曲线定性说明连续冷却时的组织转变情况。方 法是将连续冷却曲线绘在C 曲线上，依其与C 曲线交点的位置来说明最终 转变产物. 图图4.23 4.23 在在 C C曲线上估曲线上估 计连续冷却计连续冷却 时过冷奥氏时过冷奥氏 体转变产物体转变产物 示意图示意图 P 均匀A 细A P 退火 (炉冷) 正火 (空冷) S 淬火 (油冷) T+M+AM+A (水冷) 淬火 A1 MS Mf 时间 650 600 550 课堂练习：课堂练习：试分析下