第五章钢的过冷奥氏体转变

1、第五章第五章 钢的过冷奥氏体转变图钢的过冷奥氏体转变图过冷奥氏体等温转变图过冷奥氏体等温转变图 将奥氏体迅速冷却到临界温度以下等温将奥氏体迅速冷却到临界温度以下等温 转变开始和终了时间、转变产物与转变量与转变开始和终了时间、转变产物与转变量与温度和时间的关系温度和时间的关系 C曲线曲线 TTT图图 金相法金相法 小试片小试片加热奥氏体化加热奥氏体化 恒温盐浴（转变产物恒温盐浴（转变产物过冷奥氏体）过冷奥氏体） 淬火（过冷奥氏体转变为马氏淬火（过冷奥氏体转变为马氏体）体） 金相法观察转变产物类型和转变量金相法观察转变产物类型和转变量对数坐标对数坐标转变开始转变开始2转变转变50转变结束转变结束9

2、8Ms的确定的确定M+ M M（黑色）（黑色）M（白亮）（白亮）MsMsM（白亮）（白亮）gcmMgcmgcm/12915. 0/12708. 0/12399. 0333钢钢(0.8%C)比容：比容：EF转变量转变量DCFEMsMf任一温度下：转变开始和结束时间，转变产物种类和转变任一温度下：转变开始和结束时间，转变产物种类和转变量，转变产物的硬度。马氏体转变开始、结束的温度及转量，转变产物的硬度。马氏体转变开始、结束的温度及转变量与温度的关系。变量与温度的关系。奥氏体化工艺奥氏体化工艺PP占优占优PBB占优占优B上上B下下A型（型（P和和B转变重叠）转变重叠）B型（型（P和和B转变部分重叠，

3、转变部分重叠，鼻尖时间相近）鼻尖时间相近）C型（型（P和和B转变部分重转变部分重叠，鼻尖时间不同）叠，鼻尖时间不同）B型（型（ P和和B转变部分重叠，转变部分重叠，鼻尖时间相近鼻尖时间相近 ）D型（型（P和和B转变完全分离，转变完全分离，P转变显著推迟）转变显著推迟）E型（型（P和和B转变完全分转变完全分离，离，B转变显著推迟）转变显著推迟）影响奥氏体等温转变图的因素影响奥氏体等温转变图的因素 常用合金元素均增加过冷奥氏体的稳定性，使等常用合金元素均增加过冷奥氏体的稳定性，使等温转变曲线右移，延长转变开始和结束时间，降温转变曲线右移，延长转变开始和结束时间，降低低Ms点。点。 Co元素使等温转

4、变曲线左移，缩短转变开始和结元素使等温转变曲线左移，缩短转变开始和结束时间，提高束时间，提高Ms点。点。 C的影响的影响 亚共析钢：亚共析钢：C含量增加，含量增加，TTT曲线右移曲线右移 过共析钢：过共析钢：C含量增加（含量增加（1.2），），TTT曲线左移曲线左移 B转变：转变：C含量增加，含量增加，TTT曲线右移曲线右移 M转变：转变：C含量增加，含量增加，Ms和和Mf显著降低显著降低随随Cr含量增加：含量增加：1、增加转变的孕育期、增加转变的孕育期2、使珠光体转变向高温、使珠光体转变向高温移动移动3、对、对B的推迟作用大于的推迟作用大于对对P的推迟作用的推迟作用P和和B的转变完全分离的转

5、变完全分离Ni使鼻尖向右下方移动，使鼻尖向右下方移动，同时使同时使A1和和Ms下降下降Mn使鼻尖右移使鼻尖右移Mo显著推迟显著推迟P转转变。提高变。提高P转变转变温度，降低温度，降低B转转变温度变温度W作用与作用与Mo相似相似微量的微量的B即可使铁素体和即可使铁素体和珠光体转变显著推迟珠光体转变显著推迟随随Co的增加，孕育期缩短，转变曲线左移。提高的增加，孕育期缩短，转变曲线左移。提高Ms点。点。奥氏体晶粒尺寸的影响奥氏体晶粒尺寸的影响晶粒越细，转变曲线左移晶粒越细，转变曲线左移中温奥氏体化，晶粒较细，有残留碳化物和夹杂，曲线左移中温奥氏体化，晶粒较细，有残留碳化物和夹杂，曲线左移高温奥氏体化

6、，晶粒较粗，成分均匀化，曲线右移高温奥氏体化，晶粒较粗，成分均匀化，曲线右移变形的影响变形的影响变形促进过冷奥氏体转变，且铁素体能在奥氏变形促进过冷奥氏体转变，且铁素体能在奥氏体晶内形核，减小珠光体团的尺寸，提高机械体晶内形核，减小珠光体团的尺寸，提高机械性能性能奥氏体连续冷却转变奥氏体连续冷却转变CCT曲线曲线在一个温度范围内完成，几种转变往往叠加在一起，组在一个温度范围内完成，几种转变往往叠加在一起，组织常常不均匀。织常常不均匀。用膨胀仪连续测定过冷奥氏体的转变过程比较方便。用膨胀仪连续测定过冷奥氏体的转变过程比较方便。800500的平均冷却速度的平均冷却速度钢的冷却膨胀曲线钢的冷却膨胀曲

7、线马氏体转变马氏体转变铁素体珠光铁素体珠光体转变体转变贝氏体转变贝氏体转变马氏体转变马氏体转变（量较少）（量较少）奥氏体化温度冷至奥氏体化温度冷至500的时间代表冷却速度的时间代表冷却速度板条片状马氏体板条片状马氏体550P13B30M距端淬试样水冷端的距离代表距端淬试样水冷端的距离代表冷却速度冷却速度Mn使转变曲线移向右下方使转变曲线移向右下方Mn、B使转变曲线进一步移向右下方使转变曲线进一步移向右下方试样半径代表试样半径代表冷却速度冷却速度高温奥氏体化的粗晶粒组织使转变曲线移向右下方高温奥氏体化的粗晶粒组织使转变曲线移向右下方P PB B均出现均出现合金元素的影响合金元素的影响合金元素的影

8、响合金元素的影响CCT曲线和曲线和TTT曲线的关系曲线的关系CCT曲线在曲线在TTT曲线的曲线的右下方右下方亚共析钢由于析出铁素体，使未转变的奥氏体亚共析钢由于析出铁素体，使未转变的奥氏体C含量增加，含量增加，导致随后马氏体的转变温度导致随后马氏体的转变温度Ms下降下降过共析钢由于析出碳化物（或发生部分珠光体转变），导致过共析钢由于析出碳化物（或发生部分珠光体转变），导致奥氏体奥氏体C含量下降，使马氏体的转变温度含量下降，使马氏体的转变温度Ms上升降上升降钢的临界冷却速度钢的临界冷却速度 获得完全马氏体的临界冷却速度获得完全马氏体的临界冷却速度Vc抑制珠光体转变抑制珠光体转变抑制贝氏体转变抑制

9、贝氏体转变半冷时间：半冷时间：Ac3冷却至冷却至THC所需的时间。所需的时间。THC=1/2(Ac3+25)影响临界冷却速度的因素影响临界冷却速度的因素低碳钢，随低碳钢，随C含量的增高，含量的增高，Vc显著下降显著下降高碳钢，高碳钢，C含量超过含量超过1后，随后，随C含量的含量的增高，增高，Vc增高增高合金元素的影响合金元素的影响大部分合金元素（大部分合金元素（Co除除外）在溶入奥氏体时均外）在溶入奥氏体时均增加奥氏体的稳定性，增加奥氏体的稳定性，降低降低Vc。利用左图可以得到合金利用左图可以得到合金元素对半冷时间、水淬元素对半冷时间、水淬直径的影响。直径的影响。淬透性对钢材性能的影响淬透性对

10、钢材性能的影响奥氏体状态对临界速度的影响奥氏体状态对临界速度的影响奥氏体晶粒度越大，奥氏体晶粒度越大，Vc降低降低奥氏体化温度越高，晶粒粗大，碳化物和夹杂溶入，奥氏体化温度越高，晶粒粗大，碳化物和夹杂溶入，奥氏体均匀化，奥氏体均匀化，Vc降低降低奥氏体中非金属夹杂物和稳定碳化物阻碍晶粒长大，奥氏体中非金属夹杂物和稳定碳化物阻碍晶粒长大，使使Vc增加增加淬火速度大于淬火速度大于Vc，但要尽可能，但要尽可能降低淬火应力。降低淬火应力。理想淬火冷却曲线：理想淬火冷却曲线：“鼻尖鼻尖”以上稍慢，以上稍慢，“鼻尖鼻尖”附近快冷，附近快冷，“鼻尖鼻尖”以下稍慢以下稍慢单液淬火，碳钢多用水，合金钢常用油单液淬火，碳钢多用水，合金钢常用油b. 双液淬火，双液淬火，“先水后油先水后油”c. 分级淬火，投入温度在分级淬火，投入温度在Ms附近的熔盐中附近的熔盐中等温，再置于油中冷却，变形小等温，再置于油中冷却，变形小d. 等温淬火等温淬火奥氏体转变图的应用奥氏体转变图的应用分级淬火分级淬火得到马氏体得到马氏体等温淬火等温淬火得到下贝氏体得到下贝氏体退火和