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第七章 过冷奥氏体转变动力学图


TTT图的基本形式
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(3)TTT图的影响因素
碳的影响 在常规奥氏体化条件下,亚共析钢的C曲线随碳含 量的增加而右移,过共析钢的C曲线随碳含量的增加 而左移,因此碳钢中共析钢的过冷奥氏体最稳定。 合金元素的影响 钴和铝使C曲线左移,降低过 冷奥氏体稳定性; 铬、钼、钨、钒、钛等碳化 物形成元素如溶入奥氏体则不 同程度降低珠光体和贝氏体转 变温度,C曲线移向低温。 8 Yuxi Chen
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奥氏体化条件影响 如果奥氏体晶粒细小,则提高珠光体形核率; 如果奥氏体中存在剩余碳化物第二相,或奥氏体成 分不均匀,也将提高珠光体形核率; 加热温度高、保温时间长,则奥氏体转变的形核率 降低,C曲线右移。 塑性形变的影响 塑性形变可以使奥氏体晶粒细化,或亚结构密度增 加,都将加速珠光体的转变,使C曲线左移; 塑性形变对贝氏体转变的影响不完全相同,高温塑 性形变对之有减缓作用,低温塑性形变对之有加速作 用。 9 Yuxi Chen
第七章 过冷奥氏体转变动力学图
第一节 过冷奥氏体等温转变动力学图 第二节 过冷奥氏体连续转变动力学图
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第一节 过冷奥氏体等温转变动力学图
过冷奥氏体等温转变及连续转变动力学是制定热处
理工艺、合理选择刚才及预测零件热处理后性能的
重要理论依据。 过冷奥氏体等温转变动力学图是研究奥氏体在A1以 下不同温度等温冷却过程中,转变产物体积分数与温 度、时间关系的曲线图,简称IT图、TTT图,俗称C 曲线。
(2)TTT图的测定方法
金相法 金相法的原理是利用金相显 微镜观察过冷奥氏体在不同等 温温度下,各转变阶段的转变 产物及其体积分数,根据转变 产物体积分数的变化来确定过 冷奥氏体等温转变的起止时间, 从而绘制出等温转变图。
过冷奥氏体等温转变动力学 曲线作法示意图
优点是能较准确地测出转变的开始点和终了点; 缺点是结果不连续,需制作大量试片。 Yuxi Chen
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磁性法 磁性法原理是利用奥氏体为顺磁性而其转变产物如 铁素体、贝氏体和马氏体等均为铁磁性的特性,通过 过冷奥氏体在A2以下等温或降温过程中引起的由顺磁 性到铁磁性的变化来确定转变的起止时间以及转变量 与时间的关系。 优点:试样少、测试时间短和易于确定各转变产物达 到一定百分数时所需的时间; 缺点:不能测出过共析钢的先共析渗碳体的析出线及 亚共析钢珠光体转变的开始线。
正确制定热处理工艺规程 1)普通退火和等温退火; 2)等温淬火; 3)分级淬火; 4)形变热处理。 分析转变产物及性能
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第二节 过冷奥氏体连续转变动力学图
(1)过冷奥氏体连续转变动力学图CCT的基本 形式
35CrMo钢的CCT图
CCT图与TTT图有如下不同: 1)任何一种钢的CCT图都在 其TTT图的右下方,这是奥氏 体连续冷却转变温度较低、孕 育期较长所致; 2)某些钢的珠光体转变或贝 氏体转变可能被抑制。
珠光体区在左贝氏体区在右的双鼻型TTT图
珠光体区和贝氏体区上下分开,呈 珠光体区在左,贝氏体区在右的双鼻 型。
只呈现贝氏体转变区的单鼻型TTT图 只有贝氏体区,没有珠光体区,珠 光体转变被无限推迟。
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只呈现珠光体区的单鼻型TTT图 只有珠光体区,没有贝氏体区,贝 氏体转变被无限推迟。
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(1)过冷奥氏体等温转变动力学图的基本形式
共析钢的过冷奥氏体等温转变动力学图
A1:这种钢的临界点; MS:马氏体转变开始点; A→P:珠光体转变; A→B:贝氏体转变; A→M:马氏体转变; 孕育期; 鼻子:孕育期最短的部位。
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(4)过冷奥氏体连续转变动力学图的应用
确定临界冷却速度 临界冷却速度Vc是保证奥氏体在冷却过程中不发生 分解而全部过冷到马氏体区的最小冷速,称为“上临 界冷却速度”。 Vc1是保证奥氏体在连续冷却过程中全部分解而不发 生马氏体转变的最大冷却速度,称为“下临界冷却速 度”。 选择淬火介质 预测热处理后零件的组织及性能
确定临界直径
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膨胀法
膨胀法是采用热膨胀仪,利用钢在相变时发生的比 容变化来测定过冷奥氏体在等温过程中转变的起止时 间。 过冷奥氏体经纯冷却收缩 等温转变时膨胀量−时间曲线 bc和等温转变前的孕育期cd 后,从d点开始转变,形成珠 光体或贝氏体。de表示等温 转变过程,e点转变结束。
优点:测量时间短,需要试样少,易于确定转变时间; 缺点:膨胀曲线变化较平缓时,转折点不易精确测出。
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(2)改型CCT图
改型CCT图以温度为纵坐标, 以棒材直径为横坐标。横坐 标有三种分度,分别为空气 冷却、油冷却和水冷却时的 圆棒直径。
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(3)过冷奥氏体连续转变动力学图的测定
端淬法
基本思路是试样各横截面的冷却速度基本上是恒定 的,而距端面不同距离的横截面的冷却速度是不同的, 距水冷端越近,冷却速度越大,反之越小。这样在一 个端淬试样上有着各种不同恒速冷却的部位。测定各 部位在不同冷却时间后的显微组织和硬度,就可绘制 出CCT图。 金相硬度法 膨胀法
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TTT图中包括珠光体、上贝氏 体、下贝氏体及马氏体转变四 组C曲线,这是TTT图的基本形 式,反映了过冷奥氏体等温转 变的基本规律。 过冷奥氏体等温转变产物, 并不是严格地由高温到低温依 次是珠光体、上贝氏体、下贝 氏体和马氏体,而是混合少量 其它产物。
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(4)TTT图的基本类型
珠光体区和贝氏体区部分重叠的单鼻型TTT图 珠光体区和贝氏体区部分重叠,呈 单鼻型。在鼻子以上进行珠光体转变, 鼻子以下进行贝氏体转变。 珠光体区在右贝氏体区在左的双鼻型TTT图 珠光体区和贝氏体区上下分开,呈 珠光体区在右,贝氏体区在左的双鼻 型。
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无鼻型TTT图
既没有贝氏体区,也没有珠光体区, 马氏相变。
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(5)过冷奥氏体等温转变动力学图的应用
确定淬火临界冷却速度和选择淬火介质
临界冷却速度Vc是保证奥氏体在冷却过程中不发生 分解而全部过冷到马氏体区的最小冷速。
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