奥氏体等温转变.ppt
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1、过冷奥氏体的等温冷却转变过冷奥氏体的等温冷却转变 冷却方式决定钢的组织和性能,是热处理冷却方式决定钢的组织和性能,是热处理极为重要的工序。实际生产中常采用等温冷极为重要的工序。实际生产中常采用等温冷却和连续冷却两种冷却方式。却和连续冷却两种冷却方式。过冷奥氏体:过冷奥氏体:处于临界点处于临界点A1以下的奥氏体,以下的奥氏体,是非稳定组织,迟早要发生转变。现以共析是非稳定组织,迟早要发生转变。现以共析钢为例说明奥氏体的等温冷却转变。钢为例说明奥氏体的等温冷却转变。n n过冷奥氏体的转变方式有过冷奥氏体的转变方式有过冷奥氏体的转变方式有过冷奥氏体的转变方式有等温转变等温转变等温转变等温转变和和和和
2、连续冷却转变连续冷却转变连续冷却转变连续冷却转变两种。两种。两种。两种。1等温冷却等温冷却 2连续冷却连续冷却两种冷却方式示意图两种冷却方式示意图n n过冷奥氏体的等温转过冷奥氏体的等温转过冷奥氏体的等温转过冷奥氏体的等温转变图变图变图变图是是是是表示奥氏体急表示奥氏体急表示奥氏体急表示奥氏体急速冷却到临界点速冷却到临界点速冷却到临界点速冷却到临界点A A1 1 以以以以下在各不同温度下的下在各不同温度下的下在各不同温度下的下在各不同温度下的保温过程中转变量与保温过程中转变量与保温过程中转变量与保温过程中转变量与转变时间的关系曲线,转变时间的关系曲线,转变时间的关系曲线,转变时间的关系曲线,又
3、称又称又称又称C C 曲线。曲线。曲线。曲线。过冷奥氏体的等温转变曲线过冷奥氏体的等温转变曲线共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线C C曲线的建立曲线的建立曲线的建立曲线的建立 以共析钢为例:以共析钢为例:以共析钢为例:以共析钢为例:取一批小试样取一批小试样取一批小试样取一批小试样并进行奥氏体化并进行奥氏体化并进行奥氏体化并进行奥氏体化.将试样分组淬将试样分组淬将试样分组淬将试样分组淬入低于入低于入低于入低于A A1 1 点的不点的不点的不点的不同温度的盐浴中同温度的盐浴中同温度的盐浴中同温度的盐浴中,隔一定时间取一隔一定时间取一隔一定时间取一隔一定时间取一试样淬入水中。试样淬入水中。试样淬入水中。
4、试样淬入水中。n n测定每个试样的转变测定每个试样的转变测定每个试样的转变测定每个试样的转变量,确定各温度下转变量,确定各温度下转变量,确定各温度下转变量,确定各温度下转变量与转变时间的关系。量与转变时间的关系。量与转变时间的关系。量与转变时间的关系。n n将各温度下转变开始将各温度下转变开始将各温度下转变开始将各温度下转变开始时间及终了时间标在温时间及终了时间标在温时间及终了时间标在温时间及终了时间标在温度度度度时间坐标中,并分时间坐标中,并分时间坐标中,并分时间坐标中,并分别连线。别连线。别连线。别连线。n n转变开始点的连线称转变开始点的连线称转变开始点的连线称转变开始点的连线称转转转转
5、变开始线变开始线变开始线变开始线。转变终了点转变终了点转变终了点转变终了点的连线称的连线称的连线称的连线称转变终了线转变终了线转变终了线转变终了线。n nA A1 1-Ms-Ms 间及转间及转间及转间及转变开始线以左变开始线以左变开始线以左变开始线以左的区域为的区域为的区域为的区域为过冷过冷过冷过冷奥氏体区。奥氏体区。奥氏体区。奥氏体区。n n转变终了线以转变终了线以转变终了线以转变终了线以右及右及右及右及MMf f以下为以下为以下为以下为转变产物区。转变产物区。转变产物区。转变产物区。n n两线之间及两线之间及两线之间及两线之间及MsMs与与与与MMf f之间为之间为之间为之间为转转转转变区
6、变区变区变区。时间时间温温度度A1MSMfA过过冷冷PBMAMABAP转变开始开始线转变终了了线奥奥氏氏体体5506502s10s5s2s5s10s30s40sn n(二二二二)C)C 曲线的分析曲线的分析曲线的分析曲线的分析n n 转变开始线与纵转变开始线与纵转变开始线与纵转变开始线与纵坐标之间的距离为坐标之间的距离为坐标之间的距离为坐标之间的距离为孕育期孕育期孕育期孕育期。n n孕育期越小,过冷孕育期越小,过冷孕育期越小,过冷孕育期越小,过冷奥氏体稳定性越小奥氏体稳定性越小奥氏体稳定性越小奥氏体稳定性越小.n n孕育期最小处称孕育期最小处称孕育期最小处称孕育期最小处称C C 曲线的曲线的曲
7、线的曲线的“鼻尖鼻尖鼻尖鼻尖”。碳钢鼻尖处的温度碳钢鼻尖处的温度碳钢鼻尖处的温度碳钢鼻尖处的温度为为为为550550。n n在鼻尖以上在鼻尖以上在鼻尖以上在鼻尖以上,温度较高,温度较高,温度较高,温度较高,相变驱动力小相变驱动力小相变驱动力小相变驱动力小.n n在鼻尖以下,温度较低,在鼻尖以下,温度较低,在鼻尖以下,温度较低,在鼻尖以下,温度较低,扩散困难。扩散困难。扩散困难。扩散困难。从而使奥氏从而使奥氏从而使奥氏从而使奥氏体稳定性增加。体稳定性增加。体稳定性增加。体稳定性增加。随过冷度不同,过冷随过冷度不同,过冷奥氏体将发生高温奥氏体将发生高温(珠光体)转变、中(珠光体)转变、中温(贝氏体
8、)转变和温(贝氏体)转变和低温(马氏体)转变低温(马氏体)转变三种类型转变三种类型转变:过冷奥氏体的高温(过冷奥氏体的高温(过冷奥氏体的高温(过冷奥氏体的高温(珠光体)转变珠光体)转变珠光体)转变珠光体)转变 在在在在 A A1 1到到到到 550550间,原子的扩散能力较强,容间,原子的扩散能力较强,容间,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长生高碳的渗碳体晶核和低碳易在奥氏体晶界上长生高碳的渗碳体晶核和低碳易在奥氏体晶界上长生高碳的渗碳体晶核和低碳易在奥氏体晶界上长生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
9、主要为珠光的铁素体晶核,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体类型组织体类型组织,它是,它是,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械混合物械混合物珠光体转变过程珠光体转变过程珠光体转变过程珠光体转变过程n n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。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
10、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珠光体转变珠光体转变珠光体转变珠光体转变随着过冷度的不同,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、索氏体和托氏体又细分为珠光体、索氏体和托氏体.n n 珠光体:珠光体:珠光体:珠光体:n n形成温度为形成温度为形成温度为形成温度为A A1 1-650-65
11、0,片层,片层,片层,片层较厚(较厚(较厚(较厚(d4d4 mm),),),),500500倍光倍光倍光倍光镜下可辨,用符号镜下可辨,用符号镜下可辨,用符号镜下可辨,用符号P P表示表示表示表示.光光镜下形貌下形貌电镜下形貌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n n 索氏体索氏体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(0.20.4m),800-1000倍光镜下可辨,用符倍光镜下可辨,用符号号S 表示。表示。电镜形貌电镜形貌光镜形貌光镜形貌n n 托氏体托氏体托氏体托氏体n n形成温度为形成温度为形成温度为形成温度为600-550600-5
12、50,片层极薄,片层极薄,片层极薄,片层极薄(0.2(0.2 mm),电镜,电镜,电镜,电镜下可辨,用符号下可辨,用符号下可辨,用符号下可辨,用符号T T 表示。表示。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n n珠光体、索氏体、托氏体珠光体、索氏体、托氏体珠光体、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。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
13、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,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)转变氏体)转变氏体)转变 过冷奥氏体在过冷奥氏体在过冷奥氏体在过冷奥氏体在550550-230230(Ms)(Ms)间将转变为贝间将转变为贝间将转变为贝间将转变为贝氏体类型组织,贝氏体氏体类型组织,贝氏体氏体类型组织,贝氏体氏体类型组织,贝氏体用符号用符号用符号用符号B B表示。表示。表示。表示。根据其组织形态不同,根据其组织形态不同,根据其组织形态不同,根据其组织形态
14、不同,贝氏体贝氏体贝氏体贝氏体又分为又分为又分为又分为上贝氏体上贝氏体上贝氏体上贝氏体(B B上上上上)和和和和下贝氏体下贝氏体下贝氏体下贝氏体(B B下下下下).).上贝氏体上贝氏体下贝氏体下贝氏体n n贝氏体转变过程贝氏体转变过程贝氏体转变过程贝氏体转变过程n n贝氏体转变也是形贝氏体转变也是形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。核和长大的过程。核和长大的过程。n n发生贝氏体转变时发生贝氏体转变时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贫碳区形成铁素体贫碳区形成铁素体晶核
15、,其含碳量介晶核,其含碳量介晶核,其含碳量介晶核,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,为素体之间,为素体之间,为过饱过饱过饱过饱和铁素体。和铁素体。和铁素体。和铁素体。n n当转变温度较高当转变温度较高当转变温度较高当转变温度较高(550-350550-350)时,条片状铁素体从时,条片状铁素体从时,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,
16、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间析出间析出FeFe3 3C C短棒,奥氏体消失,形成短棒,奥氏体消失,形成短棒,奥氏体消失,形成短棒,奥氏体消失,形成B B上上上上 。上贝氏体转变过程上贝氏体转变过程n n上贝氏体上贝氏体:n n在光镜下呈在光镜下呈羽毛羽毛状状.n n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n n贝氏体转变属半扩散型
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