3、奥氏体的形成.ppt

1、热处理的条件 （1）有固态相变发生的金属或合金 （2）加热时溶解度有显著变化的合金 例（1）纯金属：有无同素异构转变。Al、Cu等金属不能热处理强化只能形变强化。 （2）合金：根据合金相图判断，有无固体相变或溶解度变化。 注：不包括低温的去应力退火等 ?? C在γ-Fe最大溶解度为2.11wt%，远小于理论值20wt%。（八面体间隙半径5.2×10-2nm，C原子半径7.7×10-2nm) ?? C的溶入使晶格发生点阵畸变，使晶格常数增大。 ?? C在奥氏体中分布不均，有浓度起伏。 钢在加热和冷却时临界温度的意义 Ac1——加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度； Ar1——冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度； Ac3——加热时先共析铁素体全部转变为奥氏体的终了温度； Ar3——冷却时奥氏体开始析出先共析铁素体的温度； Accm——加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度 Arcm——冷却时奥氏体开始析出二次渗碳体的温度。 加热工序的目的：得到奥氏体 P ( F + Fe3C ) → A 结构 体心 复杂 面心 含碳量 0.77 0.0218 6.69 0.77 图8 共析钢奥氏体的形核（2000х） (a) 20s; (b) 25s; (c) 26s; (d) 30s 奥氏体形成的视频录像 奥氏体加热转变缺陷： 1 过热的定义： 钢在热处理时，由于加热不当而引起奥氏体实际晶粒粗大，以致在随后淬火或正火时得到十分粗大的组织，从而使钢的力学性能显著恶化的现象称为过热。 消除过热的主要方法： 重新加热到正常的加热温度，以获得新的细小的奥氏体晶粒，然后冷却。 2. 过烧： 金属或合金在热处理加热时，由于加热温度过高，出现了晶界氧化和晶界开始部分熔化的现象，称之为过烧。 过程描述：当钢加热到比过热更高的温度，时间又长时，不仅使钢的晶粒长大，而且晶粒之间边界开始熔化，氧进入晶粒间隙，使金属发生氧化并促其熔化，导致晶粒间结合力的破坏而使钢失去本身的强度和塑性。 处置办法： 过烧的钢无法挽救，只有报废重新冶炼。 预防办法： 避免加热温度过高； 避免在高温段长时间保温。 图 加热速度和温度对0.4%C钢奥氏体中高碳区最高碳含量的影响 关于本质晶粒度概念的要点： （1）表征该钢种在通常热处理条件下A晶粒长大的趋势,不代表真实、实际晶粒大小。 （2）本质粗晶粒度钢实际晶粒度并不一定粗大，本质细晶粒度钢实际晶粒度并不一定细小，取决于具体的热处理工艺有关。 （3）本质晶粒度主要与成分和冶炼条件有关。 铝脱氧的钢一般为本质细晶粒钢；含有Ti，V、Zr 、Nb等。 （4）是确定热处理工艺参数的重要依据。 本质细晶粒钢加热范围较宽，可以在930度高温下渗碳后直接淬火，不致引起奥氏体晶粒粗大。 正常长大——加热转变结束以后，随着温度的进一步升高，或者是当温度一定的时候，随着时间的延长，奥氏体晶粒都将不断的长大。 异常长大——随着加热温度的增加，晶粒长大不明显，当温度超过某一个定值以后，晶粒将随着温度的升高急剧长大。 晶界凹侧的化学位高于凸侧，导致界面是向凹侧晶粒推移。 小晶粒不断缩小，大晶粒不断长大，大晶粒吞食小晶粒。 当曲率半径为无穷大或界面为平直界面时，界面迁移的驱动力消失，晶界变得稳定。 增加晶粒长大阻力的两种方法： 增加第二相粒子的体积分数 细化第二相粒子。 当晶界移动的驱动力大于第二相粒子钉扎产生的阻力时，晶粒就会长大；当驱动力等于阻力时，晶粒就停止长大。 当第二相颗粒发生聚合长大或溶解时，失去阻止晶粒长大的平衡力，引起晶粒的异常长大 (2)加热速度 加热速度快，奥氏体实际形成温度高，形核率增高，由于时间短奥氏体晶粒来不及长大，可获得细小的起始晶粒度 快速加热和短时间保温可以获得细小的奥氏体晶粒。 （4）脱氧剂及合金元素 Ti、Zr、V、Nb、Ta、Al等元素，可以强烈的细化晶粒； W、Mo、Cr等元素，也有细化晶粒的作用，其影响程度属于中等水平； Cu、Ni、Co、Si等元素，对奥氏体晶粒长大影响很小； Mn、P、C、O等元素，有增大奥氏体晶粒长大倾向。 2．颗粒状奥氏体的形成 中等的加热速度将非平衡组织加热到Ac1～Ac3之间或直 接 加热到Ac3以上时，将在原奥氏体晶界，马氏体束界，块 界，甚至在板条界通过扩散型相变形成颗粒状奥氏体。 3.5 非平衡组织的奥氏体转变 新形成的晶核与相界面