合金的时效 (2)

1、 热处理过程热处理过程：加热：加热、保温、冷却、保温、冷却 冷却方式冷却方式有二种有二种：连续冷却方式连续冷却方式 等温冷却方式等温冷却方式 dT/ddT/d时是平衡条件，否则就是非平衡条件。时是平衡条件，否则就是非平衡条件。 过冷奥氏体在非平衡条件下冷却，可有过冷奥氏体在非平衡条件下冷却，可有三种形式三种形式。其中：其中： ( (a) dT/d= 0a) dT/d= 0，为等温冷却；为等温冷却； ( (b) dT/d= Cb) dT/d= C，为连续冷却；为连续冷却； ( (c) dT/d= f()c) dT/d= f()，为实际冷却。为实际冷却。 过冷奥氏体过冷奥氏体： 过冷奥氏体转变动力

2、学图：等温转变和连续转变动力学图：过冷奥氏体转变动力学图：等温转变和连续转变动力学图： 过冷奥氏体主要转变类型：过冷奥氏体主要转变类型：P P型转变型转变、M型转变型转变、B型转变型转变 热热加加保温保温时间温度临界温度临界温度连续冷却连续冷却等温冷却等温冷却 过冷奥氏体等温转过冷奥氏体等温转变曲线又称变曲线又称、ITIT图或图或C C曲线曲线。综合反映。综合反映了过冷奥氏体在冷却了过冷奥氏体在冷却时的等温转变温度、时的等温转变温度、等温时间和转变量之等温时间和转变量之间的关系间的关系 TTTTemperature Time Transformation ITIsothermal Transf

3、ormation （一）共析钢的（一）共析钢的C C曲线分析曲线分析 1. 1.线、区的意义线、区的意义 线：纵坐标为温度，横线：纵坐标为温度，横坐标为时间坐标为时间，临界点临界点A A1 1线，线，M MS S线线，M Mf f线线，转变开始线，转变开始线，转变终了线。转变终了线。 区：区：A A1 1以上为稳定以上为稳定A A区，区，过冷过冷A A区区，过冷过冷A A等温转变区等温转变区（APAP、ABAB），），转变产物转变产物区（区（P P、B B），）， M M形成区形成区（AMAM）、）、M M转变产物区（转变产物区（M M或或M+ArM+Ar） 孕育期最短的部位，即孕育期最短的部

4、位，即转变开始线的突出部分，称转变开始线的突出部分，称为鼻子。为鼻子。 稳定的奥氏体区稳定的奥氏体区过冷奥氏体区过冷奥氏体区A向产向产物转变开始线物转变开始线A向产物向产物转变终止线转变终止线 A +产产 物物 区区产物区产物区A1550;高温转变区高温转变区;扩散型转变扩散型转变;P 转变区。转变区。550230;中温转变中温转变区区;半扩散型转变半扩散型转变; 贝氏体贝氏体( B ) 转变区转变区;230 - 50;低温转低温转变区变区;非扩散型转变非扩散型转变;马氏体马氏体 ( M ) 转变区。转变区。时间(s)3001021031041010800-100100200500600700

5、温度()0400A1MsMf 2. 2. 转变产物依等温温度不转变产物依等温温度不同，大体可分为三个温度区同，大体可分为三个温度区： (1). (1). P P型转变型转变 (2).(2).M M型转变型转变 ( (3).B3).B型转变型转变 需要指出的是，在中部区需要指出的是，在中部区域域P P转变区和转变区和B B转变区可能重转变区可能重叠，得到叠，得到P P和和B B的混合组织；的混合组织；在下部区域在下部区域M M转变和转变和B B转变可转变可能重叠，得到能重叠，得到M M和和B B的混合组的混合组织；织；过冷奥氏体的高温（过冷奥氏体的高温（珠光体）转变珠光体）转变 在在 A1到到

6、550间，原子的扩散能力较强，容间，原子的扩散能力较强，容易在奥氏体晶界上生长高碳的渗碳体晶核和低碳易在奥氏体晶界上生长高碳的渗碳体晶核和低碳的铁素体晶核，为扩散性转变。产物主要为珠光的铁素体晶核，为扩散性转变。产物主要为珠光体类型组织体类型组织，它是，它是铁素体与渗碳体片层相间的机铁素体与渗碳体片层相间的机械混合物械混合物珠光体转变过程珠光体转变过程l珠光体转变也是形核和长大的过程。珠光体转变也是形核和长大的过程。渗碳体晶核首渗碳体晶核首先在奥氏体晶界上形成，在长大过程中，其两侧奥先在奥氏体晶界上形成，在长大过程中，其两侧奥 长大，形成一个珠光体团。长大，形成一个珠光体团。l 珠光体转变是扩

7、散型转变。珠光体转变是扩散型转变。氏体的含碳氏体的含碳量下降，促量下降，促进了铁素体进了铁素体形核，两者形核，两者相间形核并相间形核并随着过冷度的不同，片层间距和厚薄也不同随着过冷度的不同，片层间距和厚薄也不同,又细分为珠光体、索又细分为珠光体、索氏体和托氏体氏体和托氏体.l 珠光体：珠光体：l形成温度为形成温度为A1-650，片，片层较厚（层较厚（d4m），），500倍倍光镜下可辨，用符号光镜下可辨，用符号P表示表示.光镜下形貌光镜下形貌电镜下形貌电镜下形貌三维珠光体如同放在水中的包心菜三维珠光体如同放在水中的包心菜l 索氏体索氏体形成温度为形成温度为650-600,片片层较薄层较薄(0.2

8、0.4m)，800-1000倍光镜下可辨，倍光镜下可辨，用符号用符号S 表示。表示。电镜形貌电镜形貌光镜形貌光镜形貌l 托氏体托氏体l形成温度为形成温度为600-550，片层极薄，片层极薄(0.2m)，电镜，电镜下可辨，用符号下可辨，用符号T 表示。表示。电镜形貌电镜形貌光镜形貌光镜形貌珠光体珠光体索氏体索氏体托氏体托氏体l珠光体、索氏体、托氏体珠光体、索氏体、托氏体三种组织无本质区别，只三种组织无本质区别，只是形态上的粗细之分，因此其界限也是相对的。是形态上的粗细之分，因此其界限也是相对的。片间距片间距 bHRC l 片间距越小，钢的强度、片间距越小，钢的强度、硬度越高，而塑性和韧性硬度越高

9、，而塑性和韧性略有改善。略有改善。 过冷奥氏体的中温（贝过冷奥氏体的中温（贝氏体）转变氏体）转变 过冷奥氏体在过冷奥氏体在550- 230 (Ms)间将转变为间将转变为贝氏体类型组织，贝氏贝氏体类型组织，贝氏体用符号体用符号B表示。表示。 根据其组织形态不同，根据其组织形态不同，贝氏体贝氏体又分为又分为上贝氏体上贝氏体(B上上)和和下贝氏体下贝氏体(B下下).上贝氏体上贝氏体下贝氏体下贝氏体l贝氏体转变过程贝氏体转变过程l贝氏体转变也是形贝氏体转变也是形核和长大的过程。核和长大的过程。l发生贝氏体转变时发生贝氏体转变时,首先在奥氏体中的首先在奥氏体中的贫碳区形成铁素体贫碳区形成铁素体晶核，其含

10、碳量介晶核，其含碳量介于奥氏体与平衡铁于奥氏体与平衡铁素体之间，为素体之间，为过饱过饱和铁素体。和铁素体。l当转变温度较高当转变温度较高（550-350) 时，条片状铁素体从时，条片状铁素体从奥氏体晶界向晶内平行生长，随铁素体条伸长和变奥氏体晶界向晶内平行生长，随铁素体条伸长和变宽，其碳原子向条间奥氏体富集，最后在铁素体条宽，其碳原子向条间奥氏体富集，最后在铁素体条间析出间析出Fe3C短棒，奥氏体消失，形成短棒，奥氏体消失，形成B上上 。上贝氏体转变过程上贝氏体转变过程l上贝氏体上贝氏体:l在光镜下呈在光镜下呈羽毛羽毛状状.l在电镜下为在电镜下为不连不连续棒状的渗碳体续棒状的渗碳体分布于自奥氏

11、体分布于自奥氏体晶界向晶内平行晶界向晶内平行生长的铁素体条生长的铁素体条之间。之间。光镜下光镜下电镜下电镜下l贝氏体转变属半扩散型转变贝氏体转变属半扩散型转变，即只有碳原子扩散而，即只有碳原子扩散而铁原子不扩散铁原子不扩散。 l 当转变温度较低（当转变温度较低（350- 230) 时，铁素体在晶界或晶内某些时，铁素体在晶界或晶内某些晶面上长成针状，由于碳原子扩散能力低晶面上长成针状，由于碳原子扩散能力低,其迁移不能逾越铁其迁移不能逾越铁素体片的范围，碳在铁素体的一定晶面上以断续碳化物小片素体片的范围，碳在铁素体的一定晶面上以断续碳化物小片的形式析出，生成下贝氏体。的形式析出，生成下贝氏体。 下

12、贝氏体转变下贝氏体转变l下贝氏体：下贝氏体：l形成温度为形成温度为350-Ms。l在光镜下呈在光镜下呈竹叶状。竹叶状。光镜下光镜下电镜下电镜下l 在电镜下为细片状碳在电镜下为细片状碳化物分布于铁素体针化物分布于铁素体针内，并与铁素体针长内，并与铁素体针长轴方向呈轴方向呈55-60角。角。l上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值。上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值。l下贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性、韧性也较下贝氏体除了强度、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。强化组织之一。 上贝氏体上贝氏体贝氏体组织

13、的透射电镜形貌贝氏体组织的透射电镜形貌下贝氏体下贝氏体过冷奥氏体的低温（过冷奥氏体的低温（ 马氏马氏体）转变体）转变 当奥氏体过冷到当奥氏体过冷到Ms以下将以下将转变为马氏体类型组织。转变为马氏体类型组织。 1）马氏体的晶体结构）马氏体的晶体结构 碳在碳在 -Fe中的过饱和固溶中的过饱和固溶体称体称马氏体马氏体，用用M表示。表示。马氏体组织马氏体组织l 马氏体转变时，奥氏体中马氏体转变时，奥氏体中的碳全部保留到马氏体中的碳全部保留到马氏体中.l2）马氏体的形态）马氏体的形态l马氏体的形态分马氏体的形态分板板条条和和针状针状两类。两类。la. 板条马氏体板条马氏体l立体形态为细长的立体形态为细长

14、的扁棒状扁棒状l在光镜下板条马氏在光镜下板条马氏体为一束束的细条体为一束束的细条组织。组织。光镜下光镜下电镜下电镜下l每束内条与条之间尺每束内条与条之间尺寸大致相同并呈平行寸大致相同并呈平行排列，一个奥氏体晶排列，一个奥氏体晶粒内可形成几个取向粒内可形成几个取向不同的马氏体束。不同的马氏体束。SEMTEMl 针状马氏体针状马氏体l显微组织为针状。显微组织为针状。电镜电镜下下电镜电镜下下光镜光镜下下l马氏体的形态主要取马氏体的形态主要取决于其含碳量决于其含碳量lC%小于小于0.2%时，时，组组织几乎全部是织几乎全部是板条马板条马氏体氏体。lC%大于大于1.0%C时时几几乎全部是乎全部是针状马氏体

15、针状马氏体lC%在在0.21.0%之间之间为为板条与针状的混合板条与针状的混合组织组织。马氏体形态与含碳量的关系马氏体形态与含碳量的关系0.45%C0.2%C1.2%ClMs、Mf 与冷速无关，与冷速无关，主要取决于奥氏体中的合主要取决于奥氏体中的合金元素含量（包括碳含量）金元素含量（包括碳含量）。l马氏体转变后，马氏体转变后，A量随含碳量的增加而增加量随含碳量的增加而增加，当当含碳量达含碳量达0.5%后，后，A量才显著。量才显著。含含 碳碳 量量 对对 马马 氏体转氏体转 变变 温温 度度 的的 影响影响含碳含碳 量对残量对残余奥氏体余奥氏体 量量的影响的影响转变转变类型类型转变转变产物产物

16、形成温形成温度，度， 转变转变机制机制显微组织特征显微组织特征HRC获得获得工艺工艺珠珠光光体体PA1650扩扩散散型型粗片状，粗片状，F、Fe3C相间分布相间分布5-20退火退火S650600细片状，细片状，F、Fe3C相间分布相间分布20-30正火正火T600550极细片状，极细片状，F、Fe3C相间分布相间分布30-40等温等温处理处理贝贝氏氏体体B上上550350半扩半扩散型散型羽毛状，短棒状羽毛状，短棒状Fe3C分布于分布于过饱和过饱和F条之间条之间40-50等温等温处理处理B下下350MS竹叶状，细片状竹叶状，细片状Fe3C分布于分布于过饱和过饱和F针上针上50-60等温等温淬火淬

17、火马马氏氏体体M针针MSMf无扩无扩散型散型针状针状60-65淬火淬火M*板条板条MSMf板条状板条状50淬火淬火 3.3.共析钢的过冷奥氏体等温转变动力学图为何呈共析钢的过冷奥氏体等温转变动力学图为何呈“C C”字形？字形？ 过冷奥氏体等温转变速度受两个主要因素：驱动力过冷奥氏体等温转变速度受两个主要因素：驱动力GvGv和原子的扩散系数和原子的扩散系数D D。 （1 1）高温时，过冷度小，驱动力）高温时，过冷度小，驱动力GvGv小，扩散系数小，扩散系数D D大，大，原子扩散能力大，以驱动力原子扩散能力大，以驱动力GvGv影响为主。影响为主。 （2 2）低温时，过冷度大，驱动力）低温时，过冷度

18、大，驱动力GvGv大，扩散系数大，扩散系数D D小，小，原子扩散能力小，以扩散系数原子扩散能力小，以扩散系数D D影响为主。影响为主。 上述两个因素综合作用的结果，在上述两个因素综合作用的结果，在550550时驱动力和原子时驱动力和原子的扩散的作用都充分发挥，使孕育期最短，使的扩散的作用都充分发挥，使孕育期最短，使TTTTTT图呈图呈“C C”字形。字形。 综上所述，综上所述， TTTTTT图为珠光体等温转变、马氏体连续转变、图为珠光体等温转变、马氏体连续转变、贝氏体等温转变的综合。贝氏体等温转变的综合。 （二）非共析钢的过冷（二）非共析钢的过冷A A等温转变图与共析钢的等温转变图与共析钢的A

19、 A等温转变图等温转变图不同不同的是：的是： 对亚共析钢在发生对亚共析钢在发生P P转变之前有先共析转变之前有先共析F F析出，因此亚共析出，因此亚共析钢的过冷析钢的过冷A A等温转变曲线在左上角有一条先共析等温转变曲线在左上角有一条先共析F F析出线，析出线，且该线随含碳量增加向右下方移动，直至消失。且该线随含碳量增加向右下方移动，直至消失。 对过共析钢在发生对过共析钢在发生P P转变之前有先共析渗碳体析出，因此转变之前有先共析渗碳体析出，因此过共析钢的过冷过共析钢的过冷A A等温转变曲线在左上角有一条先共析渗碳体等温转变曲线在左上角有一条先共析渗碳体析出线，且随含碳量增加向左上方移动，直至

20、消失。析出线，且随含碳量增加向左上方移动，直至消失。 FAP + FS + FTBM + A残残A3时间时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度温度()0400A1MsMfP + Fe3CS + Fe3CTBM + A残残 Fe3CAACM时间时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度温度()0400A1MsMf （三）合金钢的过冷三）合金钢的过冷A 等温转变曲线等温转变曲线 合金钢的过冷合金钢的过冷A 等温转变曲线由于受碳和合等温转变曲线由于受碳和合金元素的影响，图形比较复杂。金元素的影响，图形

21、比较复杂。 (a) AP和和AB转变线重叠；转变线重叠； (b) 转变终了线出现了二个鼻子；转变终了线出现了二个鼻子； (c) 转变终了线分开，珠光体转变的鼻尖离纵轴转变终了线分开，珠光体转变的鼻尖离纵轴远；远； (d) 形成了二组独立的形成了二组独立的C曲线。曲线。35lA A的成分：的成分：WcWc和合金元素和合金元素l奥氏体状态：奥氏体晶粒大小的影响、奥氏体状态：奥氏体晶粒大小的影响、加热温度和保温时间、原始组织加热温度和保温时间、原始组织l应力应力l塑性变形塑性变形 （一）（一）A A的成分的成分 1.1.含碳量含碳量 含碳量不改变含碳量不改变C C曲线的形状但对珠光体转变、贝曲线的形

22、状但对珠光体转变、贝氏体转变的影响不同。氏体转变的影响不同。 （1 1）对珠光体转变）对珠光体转变 非共析钢的过冷奥氏体等温转变非共析钢的过冷奥氏体等温转变C C曲线在左上曲线在左上角有一条先共析相析出线，且先共析相析出线随含角有一条先共析相析出线，且先共析相析出线随含碳量的变化而移动。碳量的变化而移动。 共析钢的共析钢的C C曲线最靠右，亚共析钢的曲线最靠右，亚共析钢的C C曲线随曲线随含碳量增加向右移动；过共析钢的含碳量增加向右移动；过共析钢的C C曲线随含碳量曲线随含碳量增加向左移动。增加向左移动。 碳对碳对C C曲线的影响不如曲线的影响不如MeMe。 共析钢的共析钢的C C曲线离纵轴最

23、远，共析钢的过冷奥曲线离纵轴最远，共析钢的过冷奥氏体最稳定。氏体最稳定。 奥氏体中含碳量的影响奥氏体中含碳量的影响:过共过共析钢析钢共析共析 钢钢亚共亚共析钢析钢时间温度A1 （2）对贝氏体转变）对贝氏体转变 贝氏体长大速度是受碳扩散控制（碳在铁素体内贝氏体长大速度是受碳扩散控制（碳在铁素体内的脱溶）。这是由于贝氏体转变时领先相为铁素体，的脱溶）。这是由于贝氏体转变时领先相为铁素体，随奥氏体中碳含量的增加，获得铁素体晶核几率下降。随奥氏体中碳含量的增加，获得铁素体晶核几率下降。贝氏体转变之前铁素体转变速度下降，贝氏体转变也贝氏体转变之前铁素体转变速度下降，贝氏体转变也减慢，减慢，C曲线右移。曲

24、线右移。 （3 3）对马氏体转变）对马氏体转变 碳含量（碳含量（WcWc）增加，增加，MsMs下降、下降、M Mf f下降。下降。 2.合金元素合金元素 如果碳化物全部溶入奥氏体，除如果碳化物全部溶入奥氏体，除Co、Al以外，以外，大多数合金元素总是不同程度地延缓珠光体和贝氏大多数合金元素总是不同程度地延缓珠光体和贝氏体相变，从而使体相变，从而使C曲线右移。其中碳化物形成元素曲线右移。其中碳化物形成元素的影响最为显著。如果碳化物形成元素未能溶入奥的影响最为显著。如果碳化物形成元素未能溶入奥氏体，而是以残存未溶碳化物微粒形式存在，则将氏体，而是以残存未溶碳化物微粒形式存在，则将起相反作用，使起相

25、反作用，使C曲线左移。曲线左移。 如果碳化物全部溶入奥氏体，除如果碳化物全部溶入奥氏体，除Co、Al外，大外，大多数合金元素总是不同程度地降低马氏体转变温多数合金元素总是不同程度地降低马氏体转变温（Ms、Mf），），并增加残余奥氏体量。并增加残余奥氏体量。 可分为两大类可分为两大类： （1）非（或弱）碳化物形成元素：主要有）非（或弱）碳化物形成元素：主要有Co、Ni、Mn、Cu、Si、B等。这类元素除等。这类元素除Co外使外使C曲线右移，但对曲线右移，但对C曲线的曲线的形状影响不大。形状影响不大。 （2）碳化物形成元素：）碳化物形成元素：主要有主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Nb等。这类元素溶

26、入奥氏体，从而使等。这类元素溶入奥氏体，从而使C曲线右移，且改变曲线右移，且改变C曲线曲线的形状和位置，使珠光体转变的的形状和位置，使珠光体转变的C曲线移向高温、贝氏体转曲线移向高温、贝氏体转变的变的C曲线移向低温，从而曲线移向低温，从而C曲线分离成上下两部分，呈现双曲线分离成上下两部分，呈现双C曲线的特征。曲线的特征。合金元素的影响合金元素的影响: 除除Co、Al (2.5% ) 外外,所有合金所有合金元元 素溶入奥氏体中素溶入奥氏体中,会引起会引起:向右移向右移向下移向下移MsA1A1Ms含含Cr合金钢合金钢 （二）奥氏体状态（二）奥氏体状态 1. 奥氏体晶粒大小的影响奥氏体晶粒大小的影响

27、 奥氏体晶粒度增加，晶粒愈细，晶界面积增多，使晶界奥氏体晶粒度增加，晶粒愈细，晶界面积增多，使晶界形核的珠光体易于形核，有利于珠光体转变发生，形核的珠光体易于形核，有利于珠光体转变发生，C曲线左曲线左移；使贝氏体转变速度增加，移；使贝氏体转变速度增加，C曲线左移。对马氏体转变奥曲线左移。对马氏体转变奥氏体晶粒长大，缺陷减少及奥氏体均匀化。马氏体形成的阻氏体晶粒长大，缺陷减少及奥氏体均匀化。马氏体形成的阻力减小，力减小，Ms升高。升高。 2.加热温度和保温时间加热温度和保温时间 加热温度和保温时间主要是通过改变奥氏体成分和状态加热温度和保温时间主要是通过改变奥氏体成分和状态来影响珠光体转变和贝氏

28、体转变。来影响珠光体转变和贝氏体转变。 3.原始组织原始组织 主要影响奥氏体成分均匀性。原始组织愈细，加热后奥氏主要影响奥氏体成分均匀性。原始组织愈细，加热后奥氏体均匀化快，奥氏体成分愈均匀，随之冷却后珠光体转变和体均匀化快，奥氏体成分愈均匀，随之冷却后珠光体转变和贝氏体转变的形核率下降，长大减慢，贝氏体转变的形核率下降，长大减慢，C曲线右移。曲线右移。 原始组织愈粗，奥氏体成分不均匀，促进奥氏体分解，原始组织愈粗，奥氏体成分不均匀，促进奥氏体分解，C曲线左移。曲线左移。 （1）对珠光体转变）对珠光体转变 提高奥氏体化加热温度和保温时间，一使奥氏提高奥氏体化加热温度和保温时间，一使奥氏体晶粒长

29、大，晶界面积减少，珠光体形核位置减少，体晶粒长大，晶界面积减少，珠光体形核位置减少，使珠光体难于形核，使珠光体难于形核，C曲线右移；二使奥氏体均匀曲线右移；二使奥氏体均匀化程度高，浓度梯度下降，形核长大减慢，化程度高，浓度梯度下降，形核长大减慢，C曲线曲线右移。右移。 当奥氏体化温度下降，保温时间缩短当奥氏体化温度下降，保温时间缩短, 奥氏体成奥氏体成分不均匀，晶粒减小，晶界面积增加，珠光体形核分不均匀，晶粒减小，晶界面积增加，珠光体形核位置增加，形核率增加，位置增加，形核率增加，C曲线左移。曲线左移。 （2）对马氏体转变）对马氏体转变 加热温度和保温时间的影响是两方面的。加热温度和保温时间的

30、影响是两方面的。提高奥氏体化加热温度和保温时间，奥氏体晶提高奥氏体化加热温度和保温时间，奥氏体晶粒长大，缺陷减少及奥氏体均匀化。马氏体形粒长大，缺陷减少及奥氏体均匀化。马氏体形成的阻力减小，成的阻力减小，Ms升高。提高奥氏体化加热升高。提高奥氏体化加热温度和保温时间，有利于碳和合金元素溶入奥温度和保温时间，有利于碳和合金元素溶入奥氏体中，氏体中，Ms下降。若排除化学成分的影响，提下降。若排除化学成分的影响，提高奥氏体化加热温度和保温时间，使高奥氏体化加热温度和保温时间，使MS升高。升高。（3）对贝氏体转变）对贝氏体转变 奥氏体化温度越高，奥氏体成分均匀化程奥氏体化温度越高，奥氏体成分均匀化程度

31、高，减缓碳的再分配；同时奥氏体晶粒越大，度高，减缓碳的再分配；同时奥氏体晶粒越大，贝氏体转变的孕育期越长，贝氏体转变的速度贝氏体转变的孕育期越长，贝氏体转变的速度减慢，减慢，C曲线右移。曲线右移。 （三）塑性变形（三）塑性变形 塑性变形加速珠光体转变，塑性变形加速珠光体转变，C曲线左移。对贝曲线左移。对贝氏体转变，在氏体转变，在BS点低温亚稳的奥氏体区进行塑点低温亚稳的奥氏体区进行塑性变形加速贝氏体转变，性变形加速贝氏体转变，C曲线左移。曲线左移。 对马氏体转变来说，若在对马氏体转变来说，若在Ms以上某一温以上某一温度范围内经塑性变形会促进奥氏体在该温度下度范围内经塑性变形会促进奥氏体在该温度

32、下向马氏体转变，使向马氏体转变，使Ms升高，产生升高，产生应变诱发马氏应变诱发马氏体体。若在。若在MsMf温度范围内的某一温度进行温度范围内的某一温度进行塑性变形也会促进奥氏体在该温度下向马氏体塑性变形也会促进奥氏体在该温度下向马氏体转变。若在转变。若在Md以上某一温度范围内经塑性变以上某一温度范围内经塑性变形不会产生应变诱发马氏体形不会产生应变诱发马氏体 （四）应力（四）应力 在奥氏体状态下施加拉应力或单向压应力，在奥氏体状态下施加拉应力或单向压应力，促进奥氏体分解，珠光体转变和贝氏体转变加快，促进奥氏体分解，珠光体转变和贝氏体转变加快，C曲线左移，曲线左移，Ms升高。在奥氏体状态下施加多向

33、升高。在奥氏体状态下施加多向压应力，减慢奥氏体分解，珠光体转变和贝氏体压应力，减慢奥氏体分解，珠光体转变和贝氏体转变减慢，转变减慢，C曲线右移，曲线右移，Ms下降。下降。 综上所述，过冷奥氏体等温转变曲线的形状综上所述，过冷奥氏体等温转变曲线的形状和位置受上述多种因素的影响，因此在使用时必和位置受上述多种因素的影响，因此在使用时必须注意其标明的试验条件，包括钢的成分（包括须注意其标明的试验条件，包括钢的成分（包括微量元素）、奥氏体化条件、外界条件等。微量元素）、奥氏体化条件、外界条件等。 TTT图的建立是在等温冷却条件下，利图的建立是在等温冷却条件下，利用过冷奥氏体等温转变产物的组织形态和物用

34、过冷奥氏体等温转变产物的组织形态和物理性质的变化，通过实验的方法绘制的。理性质的变化，通过实验的方法绘制的。 常见测定方法有常见测定方法有： 金相法；金相法； 硬度法；硬度法； 膨胀法；膨胀法； 磁性法及电阻法等磁性法及电阻法等 以以金相法金相法为例介绍共析钢过冷奥氏体等温转为例介绍共析钢过冷奥氏体等温转变曲线的建立。变曲线的建立。 金相法金相法是将是将金相法金相法和和硬度法硬度法结合在一起的方结合在一起的方法，其原理是利用金相显微镜直接观察过冷奥氏法，其原理是利用金相显微镜直接观察过冷奥氏体在不同等温温度下进行等温转变的产物的组织体在不同等温温度下进行等温转变的产物的组织形态和数量，并测量转

35、变产物的硬度，根据组织形态和数量，并测量转变产物的硬度，根据组织的变化和硬度的差异来确定过冷奥氏体等温转变的变化和硬度的差异来确定过冷奥氏体等温转变的转变开始时间和转变终了时间。在温度、时间的转变开始时间和转变终了时间。在温度、时间坐标上绘制坐标上绘制C曲线。曲线。 时间时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度温度()0400A1 如下：如下： 将共析钢加工成将共析钢加工成10-15mm、厚厚1.5 mm圆片状试样，圆片状试样，并分成若干组，每次取一组试样，在盐浴炉内加热使之奥并分成若干组，每次取一组试样，在盐浴炉内加热使之奥氏体化后，置于一定

36、温度的恒温盐浴槽中进行等温转变，氏体化后，置于一定温度的恒温盐浴槽中进行等温转变，停留不同时间之后，逐个取出并快速浸入盐水中，使等温停留不同时间之后，逐个取出并快速浸入盐水中，使等温过程中未分解的奥氏体转变为新相马氏体。则淬火后得到过程中未分解的奥氏体转变为新相马氏体。则淬火后得到的马氏体量即等温过程中未及转变的奥氏体量。将各试样的马氏体量即等温过程中未及转变的奥氏体量。将各试样经制备后进行组织观察。马氏体在显微镜下呈白亮色。可经制备后进行组织观察。马氏体在显微镜下呈白亮色。可见，白亮的马氏体数量就等于未转变的过冷奥氏体数量。见，白亮的马氏体数量就等于未转变的过冷奥氏体数量。当在显微镜下发现某

37、一试样刚出现灰黑色产物（珠光体）当在显微镜下发现某一试样刚出现灰黑色产物（珠光体）（一般为（一般为99.5%马氏体）时，所对应的等温时间即为过冷马氏体）时，所对应的等温时间即为过冷奥氏体奥氏体转变开始时间转变开始时间，到某一试样中无白亮马氏体（一般，到某一试样中无白亮马氏体（一般为为0.5%马氏体）时，所对应的时间即为马氏体）时，所对应的时间即为转变终了时间转变终了时间。用。用上述方法分别测定不同等温条件下奥氏体转变开始和终了上述方法分别测定不同等温条件下奥氏体转变开始和终了时间。时间。 同时，在等温转变停留不同时间之后，逐个取出并快同时，在等温转变停留不同时间之后，逐个取出并快速淬入盐水中，

38、当奥氏体未发生等温转变时，淬入盐水后速淬入盐水中，当奥氏体未发生等温转变时，淬入盐水后奥氏体全部转变为马氏体，硬度值高，为一定值；当奥氏奥氏体全部转变为马氏体，硬度值高，为一定值；当奥氏体发生部分等温转变时，淬入盐水后组织为马氏体与珠光体发生部分等温转变时，淬入盐水后组织为马氏体与珠光体或贝氏体的混合组织，硬度值下降且随等温转变产物量体或贝氏体的混合组织，硬度值下降且随等温转变产物量增多而不断下降，直至转变完了，硬度值趋于一定值；即增多而不断下降，直至转变完了，硬度值趋于一定值；即当奥氏体全部发生等温转变时，淬入盐水后组织为珠光体当奥氏体全部发生等温转变时，淬入盐水后组织为珠光体或贝氏体的组织

39、，硬度值低，也为一定值；硬度开始明显或贝氏体的组织，硬度值低，也为一定值；硬度开始明显下降所对应的等温时间即为过冷奥氏体下降所对应的等温时间即为过冷奥氏体转变开始时间转变开始时间，硬，硬度开始保持不变所对应的时间即为度开始保持不变所对应的时间即为转变终了时间转变终了时间。用上述。用上述方法分别测定不同等温条件下奥氏体转变开始和终了时间。方法分别测定不同等温条件下奥氏体转变开始和终了时间。 最后将所有转变开始和终了点标在温度、时间坐标上，最后将所有转变开始和终了点标在温度、时间坐标上，并分别连接起来，即得到并分别连接起来，即得到过冷奥氏体等温转变曲线过冷奥氏体等温转变曲线。 1.等温淬火等温淬火

40、 将加热到淬火温度的零件淬入将加热到淬火温度的零件淬入350至至MS点之点之间的恒温槽中，长时间等温，可得到下贝氏体；间的恒温槽中，长时间等温，可得到下贝氏体； 2.等温退火等温退火 用于合金钢锻、铸件，以消除冷却时形成的巨用于合金钢锻、铸件，以消除冷却时形成的巨大应力。操作时将零件加热到完全退火的高温区域，大应力。操作时将零件加热到完全退火的高温区域，再冷却到再冷却到AP区域等温，使发生区域等温，使发生P转变。转变。 3.形变热处理形变热处理 形变热处理将合金钢加热到两条形变热处理将合金钢加热到两条C曲线中间的曲线中间的A稳定区域变形，可提高缺陷密度及材料强度。稳定区域变形，可提高缺陷密度及

41、材料强度。 4.定性解释连续冷却的奥氏体转变过程定性解释连续冷却的奥氏体转变过程 稳定的奥氏体区稳定的奥氏体区时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度()0400A1MsMf连续冷却过程中连续冷却过程中 TTT 曲线的分析曲线的分析V1V2VkV3V4V1 = 5.5/s :炉冷炉冷 ; PV2 = 20/s :空冷空冷 ; SV3 = 33/s :油冷油冷;T+M+A残残V4 138/s :水冷水冷 ; M+A残残 过冷奥氏体连续冷却转变图（又称过冷奥氏体连续冷却转变图（又称CCT图或图或CT图）图）：综合反映了过冷奥氏体在连续：综合反映了过

42、冷奥氏体在连续冷却时的转变温度、时间和转变量之间的关冷却时的转变温度、时间和转变量之间的关系（即反映了过冷奥氏体在不同的冷却速度系（即反映了过冷奥氏体在不同的冷却速度下转变的转变开始时间、转变终了时间、转下转变的转变开始时间、转变终了时间、转变产物类型、转变量与转变温度、转变时间变产物类型、转变量与转变温度、转变时间的关系）。的关系）。 （一）（一）共析钢共析钢CCT图图分析分析 共析钢过冷奥氏体连续转变共析钢过冷奥氏体连续转变动力学图的基本形式如图，该图动力学图的基本形式如图，该图的纵坐标为温度，横坐标为时间。的纵坐标为温度，横坐标为时间。 1.线、区的意义线、区的意义 线线：纵坐标为温度，

43、横坐标：纵坐标为温度，横坐标为时间，为时间，A1线，线，MS、Mf线、线、P转变开始线，转变开始线，P转变终了线。转变终了线。 区区：稳定：稳定A区，过冷区，过冷A区，区，过 冷过 冷 A 连 续 冷 却连 续 冷 却 P 转 变 区转 变 区（AP），），M形成区（形成区（AM）、）、转变产物区（转变产物区（P、M）。）。 注意：共析钢的过冷奥氏注意：共析钢的过冷奥氏体连续冷却转变图无贝氏体转变体连续冷却转变图无贝氏体转变 2.在不同的冷却速度下在不同的冷却速度下A发生的转变发生的转变 随冷却速度增加，随冷却速度增加，A发生以下转变：发生以下转变： （1）VVC，AP全部全部 （2）VCVV

44、C ，AM全部全部 注意：注意：VC和和VC为临界冷却速度，为临界冷却速度， 上临界冷却速度上临界冷却速度 VC 下临界冷却速度下临界冷却速度 VC 共析碳钢共析碳钢 TTT 曲线与曲线与CCT曲线的比较曲线的比较稳定的奥氏体区稳定的奥氏体区时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度()0400A1MsMfCCT曲线曲线TTT曲线曲线 ( (二）非共析钢二）非共析钢CCTCCT图分析图分析 1. 1. 亚共析钢亚共析钢CCTCCT图图 亚共析钢亚共析钢CCTCCT图与共析钢图与共析钢CCTCCT图有很大的差别，图有很大的差别，亚共析钢亚共析钢CCTCCT图出现了先共析图出现了先共析F F析出区和贝氏体转变析出区和贝氏体转变区。马氏体转变开始线与等温转变动力学