热处理原理与工艺 作者 赵乃勤 第3章 钢的过冷奥氏体转变及热处理概述.ppt

2.奥氏体晶粒尺寸的影响 图3-17　8640钢奥氏体晶粒尺寸对C曲线的影响a) 转变开始线　b) 转变50%线　c) 转变完成线 3.原始组织、奥氏体化温度和保温时间的影响 钢的原始组织越细，越易于得到均匀的奥氏体，使等温转变图右移，Ms点降低。当原始组织相同时，提高奥氏体化温度或延长保温时间，将会促使碳化物溶解、成分均匀化和奥氏体晶粒长大，也会使等温转变图右移，转变速度降低。 4.奥氏体变形的影响 在奥氏体的高温或低温稳定区间变形，会显著影响过冷奥氏体转变动力学［15］。一般来说，形变量越大，珠光体转变孕育期越短，则加速珠光体转变。 3.3　过冷奥氏体连续冷却转变 过冷奥氏体的等温转变动力学图反映了过冷奥氏体在等温条件下的转变规律，可以直接用来指导等温热处理工艺的制订。但是，实际热处理常常是在连续冷却条件下进行的，如淬火、正火和退火等。 3.3.1　过冷奥氏体连续冷却转变动力学图 1.过冷奥氏体连续冷却转变图的建立［8?10］2.冷却速度对转变产物的影响 1.过冷奥氏体连续冷却转变图的建立［8?10］ 图3-18　金相法测定钢的CCT曲线示意图 图3-19　中碳钢的CCT图和硬度-冷却时间图(=0.46%、=0.26%、=0.39%、=0.012%、=0.026%、=0.003%、=0.12%、=0.215%、=0.06%)a) CCT图　b) 冷却到500℃的时间与组织及硬度的关系 2.冷却速度对转变产物的影响 (1) 800～500℃范围内的平均冷却速度(℃/s或℃/min)　如图3-22所示，在硬度值上方标示了800～500℃范围内的平均冷却速度(℃/min)。(2) 距端淬试样水冷端的距离　在端淬试验规定的冷却条件下，试样的各点均相应于一定的冷却速度，而且冷却速度因距水冷端距离的增大而降低。(3) 冷却时间　这种方法是用从奥氏体化温度冷至500℃所需的时间来描述冷却速度的。 (1) 800～500℃范围内的平均冷却速度(℃/s或℃/min)　 3-20.TIF 图3-21　GCr15钢的端淬曲线 图3-22　40钢的CCT图 (2) 距端淬试样水冷端的距离　 在端淬试验规定的冷却条件下，试样的各点均相应于一定的冷却速度，而且冷却速度因距水冷端距离的增大而降低。 (3) 冷却时间　 1) 以速度①(冷却至500℃需0.7s)冷却时，直至Ms点(360℃)仍无扩散型相变发生。2) 以速度②(冷至550℃需5.5s)冷却时，约经2s在630℃开始析出铁素体；经3s冷却至600℃左右，析出铁素体5%(体积分数)后开始珠光体转变；经6s冷至480℃，珠光体达到50%；然后进入贝氏体转变区，经10s冷至305℃左右，有13%的过冷奥氏体转变成贝氏体；随后剩余过冷奥氏体发生马氏体转变，冷至室温后仍有奥氏体未转变而残留下来。3) 以速度③(冷至500℃需260s)冷却时，经80s冷至720℃时开始析出铁素体，经105s冷至680℃左右，形成35%铁素体并开始珠光体转变，经115s冷至655℃转变终了，获得35%铁素体和65%珠光体的混合组织，硬度为200HV。 3.3.2　CCT图与TTT图的比较 1) 连续冷却转变一般不出现贝氏体转变区，偶尔也不出现珠光体转变区。2) 连续冷却转变时往往不出现贝氏体转变区，或不出现珠光体转变区，甚至两者都不出现。3) 合金钢与碳钢的连续冷却转变曲线都处于等温转变曲线的右下方，这是由于连续冷却时的转变温度较低、累积孕育期较长所致。 3.3.2　CCT图与TTT图的比较 图3-23　共析钢的TTT图与CCT图比较 图3-24　过冷奥氏体连续冷却转变图的基本类型a) 碳钢和低合金钢　b) 合金结构钢　c) 合金工具钢d) 高合金结构钢(较高含量的Mn、Cr、Ni、Mo，如18Cr2Ni4WA)e) 高铬钢(如30Cr13)　f) 具有过剩碳化物的奥氏体钢 3.3.3　钢的临界冷却速度 图3-25　Cr12钢的CCT图(=2.08%、=11.46%、=0.28%、=0.39%、=0.017%、=0.012%、=0.15%)(K表示碳化物) 3.3.3　钢的临界冷却速度 图3-26　利用TTT图估计临界冷却速度示意图 3.3.4　过冷奥氏体转变图的应用 1. TTT图的应用2. CCT图的应用 1. TTT图的应用 (1) 分级淬火　利用TTT图，可以通过称为分级淬火(Martempering)的工艺对钢进行淬火处理，以减小内应力，避免工件的变形开裂。(2) 等温淬火　等温淬火(Austempering)是一种使过冷奥氏体转变为下贝氏体的热处理工艺。(3) 退火和等温退火　有些含Cr、Mo元素钢的TTT曲线，其珠光体转变和贝氏体转