材料科学与工程专业《金属热处理原理及工艺》课件第三章奥氏体的形成

1、第三章奥氏体形成，3.1，奥氏体形成3.2，奥氏体形成机理3.3，奥氏体转变动力学3.4，奥氏体晶粒生长及其控制，A，B，L，所有金属材料都可以热处理吗？只有具有固相转变的合金才能进行热处理。e，F，g 912，s，p，q，1148，727，A、F，a f，a fe3c，f fe3c，k、fe3c，fe，a1，ACM，a3，t相变：F Fe3C碳含量：0.02%，6.69%，0.77%，晶格结构： bcc，复杂菱形fcc，1。奥氏体结构和组织：1。多边形奥氏体结构的等轴晶粒：2。结构碳在-Fe中的间隙固溶体(图2.3)，3.1。奥氏体的形成，2。奥氏体性质室温下不稳定相的高塑性和低屈服强度使用

2、奥氏体量来改善材料的塑性顺磁性；测量残余奥氏体和相变点线的大膨胀系数；适用于导热性差的仪器部件；耐热钢的最小比容使用残余奥氏体量来减少材料的淬火变形；3.1。奥氏体的形成；3.奥氏体和铁碳相图的形成；东经912 ，东经912，东经1148；在727, a、f、a f、a fe3c、f fe3c、k、fe3c、fe、a1、ACM、a3、t、% c、3.1，奥氏体形成奥氏体化过共析钢在a1、f a a3、a、a、f、a1、a3、ACM以上，室温下的显微组织在pf3ca1以上，在fe3caacm以上，A1Acm之间的奥氏体化称为不完全奥氏体化，这是热处理工艺中常用的方法平衡加热状态，A1，A3，Ac

3、m，2。实际加热状态(非平衡状态)实际加热或冷却以更快的速度进行(非平衡过程)，实际转变温度在一定程度上偏离相图中的临界温度，这可能导致滞后。即g=ga-gp 0。加热时：实际转变温度移至高温，当Ac指示Ac1、Ac3和Accm被冷却时：实际转变温度移至低温，而Ar指示Ar1、Ar3和Arcm，并改变温度、AC1、AC3、ACCM、A3、ACM和ARCM。1148，p cm，f p，2.11，0.77，0.0218，Fe，c% ，g，t，a1=727，ga， gv，3.a，3.2，奥氏体形成机制成核和生长1。球形珠光体中的奥氏体形核：优先在F/Fe3C界面形核片状珠光体中：优先在珠光体组界面形

4、核，也优先在F/Fe3C层状界面形核中，F，F Fe3C A，球形P形核，片状P形核，(珠光体结构转变为A)，(共析钢为F/Fe3C界面奥氏体形核的原因是：(1)很容易获得形成所需的浓度波动、结构波动和能量波动；(2)相界面成核减少了界面能和应变能的增加。G=-Gv 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，更容易满足热力学条件G垂直于片层生长速率，45钢在735加热10分钟后的显微组织为15000。1.奥氏体成核2。奥氏体垂直于并平行于片状珠光体奥氏体生长。球状珠光体奥氏体的生长首先包围渗碳体，使渗碳体与铁素体分离，然后通过A/F界面向铁素体侧移动

5、，A/Fe3C界面向Fe3C侧移动，从而使F和Fe3C逐渐消失，实现生长。原始结构，5S，8S，15S，从球形P到A，3的变换。残余碳化物的溶解残余碳化物：当氟完全转变为甲时，一些Fe3C仍未转变为甲，这称为残余碳化物。12 T，的形成速度，公式应用：估计在一定温度下a到f(或Fe3C)的移动速度。当a的形成温度为780时， F首先消失，剩余碳化物为，转变温度为，剩余碳化物数量为.3.影响奥氏体转变速度的因素：温度、成分、原始组织1、温度的影响3.3。gt奥氏体转变动力学片状p板的转变速度比厚板快。3.碳含量的影响，C% ，形成速度，3。影响奥氏体转变速度的因素，温度，成分，原始组织4，合金元

6、素的影响，3.3。奥氏体转变动力学，(1)对形成速度的影响改变了临界点位置，中碳的扩散率对中碳化物溶解扩散率对原始组织的影响，(2)合金钢均匀化的影响需要更长的均匀化时间；4.连续加热过程中的形成动力学，3.3。奥氏体转变动力学，连续转变图，V1 V2 V3、不均匀、均匀、PA、Af3c Ac1、iv。连续加热过程中a的形成动力学，3.3。奥氏体转变动力学，其特征在于：(1)加热速度，临界点, (2)转变在一定温度范围内完成，(3)形成速度随加热速度变化，(4)初始晶粒尺寸a随加热速度，V1，1变化。奥氏体晶粒尺寸，3.4。奥氏体晶粒长大及其控制(见表2.3)，其中n=2N-1概念：初始晶粒尺

7、寸，n0=(I/G)1/2实际晶粒尺寸，固有晶粒尺寸采用：晶粒细化处理，5 8级钢本质上是细晶粒尺寸钢。例如，用锰和硅脱氧的钢，沸腾的钢等。内在细晶粒尺寸：具有小奥氏体晶粒生长趋势的钢，当加热到较高温度时，奥氏体晶粒显著生长。如铝脱氧钢和镇静钢，2。奥氏体晶粒生长机制，3.4。奥氏体晶粒生长及其控制，以及晶粒生长驱动力界面能的降低。驱动力：F驱动=2/R方向：指向曲率中心，c，-特定界面能，R-晶界曲率半径，2。奥氏体晶粒生长机制，3.4。奥氏体晶粒生长及其控制，晶粒生长电阻第二相粒子的钉扎电阻f=3/2r，r-粒子半径，f- (1)加热温度和保温时间t ，t ，a的晶粒尺寸 (2)在加热速度

8、和短保温时间下快速加热可获得a的细晶粒尺寸。(3)第二相粒子(4)合金元素(5)原始结构；(3)奥氏体晶粒长大的影响因素；(3)奥氏体晶粒长大及其控制；(1)奥氏体晶粒尺寸控制增加了第二相粒子的分散分布；例如，铝被添加到钢中以形成AlN晶粒细化结构和碳化物(TiC、NbC等。3)细化结构以提高加热速度；(3)温度和时间的影响细化了奥氏体晶粒的生长。如高频感应加热、激光加热、电子束加热等。4.奥氏体尺寸控制及其应用：3.4。奥氏体晶粒长大及其控制：2.粗大奥氏体晶粒的遗传及其块状缺陷：过热钢的组织遗传，再次正常加热后，仍保持原来的粗大晶粒，甚至原来的取向和晶界。相继承的母相中的晶体缺陷和不均匀性

9、由新相继承。消除：避免不平衡相直接加热形成奥氏体；避免通过非扩散形成奥氏体；反复加热会破坏原有的晶体取向。4.奥氏体尺寸控制及其应用：3.4。奥氏体晶粒长大及其控制，小结；1.介绍了一些重要术语和基本概念；2.共析钢平衡结构加热过程中的奥氏体形成过程，共析钢与共析钢的异同。奥氏体的形成受扩散控制。3.奥氏体生长机制(用扩散观点解释)4。摘要：共析碳钢等温奥氏体形成动力学图的分析和特点，非共析钢和共析钢等温奥氏体形成动力学图的异同。等温奥氏体形成动力学(成核和生长)的经验公式和意义，影响奥氏体转变速度的因素。5.连续加热过程中奥氏体的形成特征。奥氏体晶粒度的概念，晶粒度等级与晶粒度的关系。影响玉米籽粒生长的因素及对玉米籽粒生长的控制。以共析钢为例，简述奥氏体转变过程，为什么有些渗碳体在奥氏体完全形成后仍未溶解？2.奥氏体晶核优先在哪里形成？为什么？3.奥氏体在珠光体中向哪个方向生长？增长速度在哪个方向高