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1、第六章过冷奥氏体转变图第六章过冷奥氏体转变图1第1页，本讲稿共30页1.1 过冷奥氏体等温转变图的建立过冷奥氏体等温转变图的建立 表示转变量与转变温度和时间的关系表示转变量与转变温度和时间的关系 TTT 图图-Time Temperature TransformationIT 图图 -Isothermal TransformationC 曲线曲线1.过冷奥氏体等温转变图过冷奥氏体等温转变图第2页，本讲稿共30页图图6-1 6-1 从从S S曲线曲线(a)(a)到到C C曲线曲线(b)(b)转变开始转变开始转变终了转变终了孕育期孕育期鼻子鼻子n 孕育期孕育期 Incubation Period转
2、转变变开开始始线线与与纵纵坐坐标标轴轴之之间间的的距距离离，表表示示在在各各不不同同温温度度下下过过冷冷奥奥氏氏体体等等温温分分解所需的解所需的准备时间。准备时间。n 鼻鼻子子-C 曲曲线线上上转转变变开开始始线线的的突突出出部部，孕孕育育期期最短最短的部位。的部位。第3页，本讲稿共30页n 金相硬度法金相硬度法奥氏体和转变产物的奥氏体和转变产物的金相形态和硬度金相形态和硬度不同。不同。n 膨胀法膨胀法奥氏体和转变产物的奥氏体和转变产物的比容比容不同。不同。n 磁性法及电阻法磁性法及电阻法 奥氏体为顺磁性，转变产物为铁磁性。奥氏体为顺磁性，转变产物为铁磁性。C 曲线的测定方法曲线的测定方法第4
3、页，本讲稿共30页图图6-2 6-2 共析碳钢的共析碳钢的C C曲线曲线第5页，本讲稿共30页图图6-3 6-3 具有先共析线的具有先共析线的C C曲线曲线 a)a)亚共析钢亚共析钢 b)b)过共析钢过共析钢第6页，本讲稿共30页（1）碳含量）碳含量亚亚共共析析钢钢中中，随随碳碳含含量量的的上上升升,C曲曲线线右右移移；过过共共析析钢钢中中，随随碳碳含含量量的的上上升升，C曲曲线线左左移移。因因此此，共共析析钢钢的的C曲曲线线离离纵纵轴轴最最远远，共共析析钢钢的的过过冷冷奥奥氏氏体体最最稳稳定。定。1.2 影响影响C曲线的因素曲线的因素第7页，本讲稿共30页（2）合金元素）合金元素除除Co、A
4、l以以外外，合合金金元元素素均均使使C曲曲线线右右移移，即即增加过冷奥氏体的稳定性，具体影响见图增加过冷奥氏体的稳定性，具体影响见图6-4。（3）加热条件）加热条件奥奥氏氏体体化化温温度度越越高高，保保温温时时间间越越长长，则则形形成成的的奥奥氏氏体体晶晶粒粒越越粗粗大大，成成分分也也越越均均匀匀，同同时时也也有有利利于于难难溶溶碳碳化化物物的的溶溶解解。所所有有这这些些都都降降低低奥奥氏氏体体分分解解时时的的形形核核率率，增增加加奥奥氏氏体体的的稳稳定定性性，使使C曲线右移。曲线右移。第8页，本讲稿共30页图图6-4 6-4 合金元素对合金元素对C C曲线位置及形状的影响曲线位置及形状的影响
5、第9页，本讲稿共30页n CCT 曲线曲线 Continuous Cooling Transformationn 一般采用一般采用快速膨胀仪快速膨胀仪测定。测定。2.过冷奥氏体连续冷却转变图过冷奥氏体连续冷却转变图2.1过冷奥氏体连续冷却转变图的建立过冷奥氏体连续冷却转变图的建立第10页，本讲稿共30页n cc 线为珠光体转变线为珠光体转变中中止线。止线。转变并未最后完成，但转变并未最后完成，但过冷奥氏体已停止分解。过冷奥氏体已停止分解。n 临界冷却速度临界冷却速度 VC 是使过冷奥氏体不发生分解是使过冷奥氏体不发生分解，得到完全马氏体组织（包，得到完全马氏体组织（包括括AR）的最低冷却速度。
6、）的最低冷却速度。珠光体转变中止线珠光体转变中止线图图6-5 6-5 共析碳钢的共析碳钢的CCTCCT曲线曲线第11页，本讲稿共30页2.2 CCT 图的特点分析图的特点分析图图6-6 6-6 亚共析钢的亚共析钢的CCTCCT图图 向下曲折向下曲折第12页，本讲稿共30页图图6-7 6-7 过共析钢的过共析钢的CCTCCT图图向上曲折向上曲折第13页，本讲稿共30页 共析、过共析钢的共析、过共析钢的CCT图上无贝氏体转变区图上无贝氏体转变区原因：原因：n 由由于于碳碳含含量量较较高高，使使贝贝氏氏体体相相变变需需要要扩扩散散更更多多的的碳碳原原子子，转转变变速速度度太太慢慢，从从而而在在连连续
7、续冷冷却却条条件件下下，转转变变难以实现。难以实现。n 母母相相奥奥氏氏体体的的碳碳含含量量较较高高时时，奥奥氏氏体体的的屈屈服服强强度度也也较较高高，导致切变阻力增大，难以按切变机制实现点阵改组。导致切变阻力增大，难以按切变机制实现点阵改组。第14页，本讲稿共30页 MS 线发生曲折线发生曲折n 有有部部分分贝贝氏氏体体相相变变时时，贝贝氏氏体体铁铁素素体体先先析析出出，提提高高了了A中的碳含量，中的碳含量，MS，向下曲折向下曲折。n 有有部部分分珠珠光光体体相相变变时时，渗渗碳碳体体是是领领先先相相，使使A的的C%，MS，向上曲折向上曲折。CCT曲线位于曲线位于C曲线的右下方曲线的右下方
8、连续冷却转变时转变温度较低，孕育期较长。连续冷却转变时转变温度较低，孕育期较长。第15页，本讲稿共30页3.用用C曲线估计临界冷却速度曲线估计临界冷却速度（1）等温转变时）等温转变时在在温温度度T下下，等等温温的的孕孕育育期期为为Z(T)，则则在在温温度度T下下保保温温时间所消耗的孕育期为：时间所消耗的孕育期为：3.1 过冷奥氏体的孕育期消耗过冷奥氏体的孕育期消耗第16页，本讲稿共30页n 判据判据：IP=1 时，珠光体相变开始。时，珠光体相变开始。IP 1 时，珠光体相变正在进行。时，珠光体相变正在进行。（2）连续冷却时）连续冷却时把连续冷却看成是许多时间非常短的等把连续冷却看成是许多时间非
9、常短的等温冷却的合成。温冷却的合成。第17页，本讲稿共30页图图6-8 CCT6-8 CCT曲线与曲线与C C曲线的关系曲线的关系Z Zi iiZ(T)珠光体转变中止线珠光体转变中止线第18页，本讲稿共30页n 每每一一个个极极小小的的时时间间段段 都都对对应应一一个个相相应应的的温温度度 Ti，同同时时在在C曲曲线线上上也也对对应应一一定定的的孕孕育育期期Zi，在在任任一一温温度度Ti下，孕育期消耗量下，孕育期消耗量从从 A1冷至冷至Tn时的时的IP为为:第19页，本讲稿共30页若把冷却曲线无限细分，即令若把冷却曲线无限细分，即令i 0，则（，则（6-1）式可写成：式可写成：第20页，本讲稿
10、共30页第21页，本讲稿共30页n 这这就就是是说说，冷冷却却速速度度为为的的冷冷却却曲曲线线与与C曲曲线线转转变变开开始始线线相相交交时时(温温度度为为Tn)，IP1，转转变变未未开开始始。只只有有进进一一步步冷冷却却到到更更低低温温度度Tn，并并满满足足 时时，转转变变才才开开始始，这这就就是是CCT曲曲线线位位于于C曲曲线线右右下下方方的原因。的原因。第22页，本讲稿共30页n 在在临临界界冷冷却却速速度度VC 下下，从从A1点点冷冷却却到到珠珠光光体体转转变变中中止止线线温温度度TR时时，IP=1。第23页，本讲稿共30页（3）根据）根据C曲线估计曲线估计VC 从纵轴上的从纵轴上的A1
11、 点作冷却曲线点作冷却曲线VC与与C曲线的转变曲线的转变开始线的鼻子相切，切点所对应的温度和孕育期开始线的鼻子相切，切点所对应的温度和孕育期分别为分别为TR 和和ZR，则，则由于由于CCT曲线总在曲线总在TTT曲线的右下方，所以曲线的右下方，所以第24页，本讲稿共30页3.2 冷速变化时的孕育期消耗量冷速变化时的孕育期消耗量若冷却速度若冷却速度，则，则n 即冷却速度越慢，在相同的温度范围内，即冷却速度越慢，在相同的温度范围内，孕育期消耗量越大，转变将提前发生。孕育期消耗量越大，转变将提前发生。第25页，本讲稿共30页 冷却过程中，冷速变化冷却过程中，冷速变化从从A1到到TP温温度度，按按冷冷速
12、速冷冷却却；从从TP到到Tn温温度度，按按冷冷速速冷却。冷却。图图6-9 冷速变化时的孕育期消耗量冷速变化时的孕育期消耗量A1TPPTn时间时间温度温度 T()第26页，本讲稿共30页与以与以恒速冷却相比，恒速冷却相比，若若，则孕育期消耗量减少，相变推迟。，则孕育期消耗量减少，相变推迟。第27页，本讲稿共30页 大型锻件的逆硬化现象大型锻件的逆硬化现象图图6-10 解释大型锻件的逆硬化现象解释大型锻件的逆硬化现象 淬淬火火淬淬火火温度温度 T()A1TPPTR时间时间在空气中预冷在空气中预冷珠光体转变中止线珠光体转变中止线锻件表面锻件表面锻件内部锻件内部第28页，本讲稿共30页n 现象：现象：
13、大大型型锻锻件件在在淬淬火火时时，如如果果在在空空气气中中停停留留时时间间比比较较长长，则则淬淬火后，锻件的表面硬度会低于内部硬度，即出现逆硬化。火后，锻件的表面硬度会低于内部硬度，即出现逆硬化。n 解释：解释：在在锻锻件件表表面面，由由于于在在空空气气中中预预冷冷（从从临临界界点点A1到到P点点），空空冷冷冷冷速速（）低低于于淬淬火火冷冷速速（），当当继继续续以以淬淬火火冷冷速速（）冷冷却却到到 TR 温温度度时时，孕孕育育期期消消耗耗量量已已超超过过1，从从而而发发生生部部分分珠珠光光体体相相变变，使使淬淬火火后后的的表表面面硬硬度度下下降降。而而在在锻锻件件内内部部，从从A1点点到到 TR 温温度度，一一直直以以淬淬火火冷冷速速（）冷冷却却，孕孕育育期期消消耗耗量量小小于于1，未未发发生生珠珠光光体体相相变变，全全部部淬淬成成马马氏氏体体组组织织，所所以以硬硬度反而比表面高。度反而比表面高。第29页，本讲稿共30页l作业：P129 2、5、8第30页，本讲稿共30页