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二、过冷奥氏体等温转变曲线;;第六章 过冷奥氏体转变动力学图 钢加热至临界点以上保温——A。A冷却至临界点以下，是不稳 定组织——过冷A。 过冷A在不同的冷却条件下，最终可能转变为P、B、M或它们的 混合组织，从而导致钢性能的多样化。冷却条件可以分为两类。 1、平衡冷却或接近于平衡冷却条件 Fe-C相图就是在这种条件下获得的——Fe-C合金在平衡条件下， 成分、温度和显微组织之间的关系及变化规律。 2、非平衡冷却条件，时间因素影响 过冷A转变动力学图 研究某一成分钢的过冷A转变产物与温 度、时间的关系及其变化规律。掌握过冷A的非平衡冷却条件下的 转变规律，不仅可以深化对其本质的认识，而且对新型金属材料的 设计、材料的合理使用及热处理工艺的设计具有指导意义。 ;§6－1 过冷奥氏体等温转变动力学图 研究过冷A在非平衡状态冷却条件下的转变规律，实质上是研究 温度、时间这两个因素对转变产物的影响。可以用冷却速度dt/dτ 来描述温度和时间这两个相关因素。 dt/dτ→0时是平衡条件，否则就是非平衡条件。 非平衡条件又可分为三种： ①快冷至某一温度后，在该温度下使dt/dτ＝0——等温冷却； ②dt/dτ＝常数——连续冷却； ③dt/dτ＝f(t)或dt/dτ＝f(τ)， 即随温度或时间变化的连续冷却， 这是生产中常见的冷却条件。;1．过冷奥氏体等温转变动力学图－TTT图的建立 Time Temperature Transformation 将过冷A迅速冷至A1以下某一温度等温，在等温冷却过程中发生的 转变——过冷A等温转变。 测定TTT图的方法有金相－硬度法、膨胀法、磁性法及电阻法等。 金相－硬度法 使用圆形薄试样（直径10～15mm，厚度1.0～ 1.5mm）。其步骤为(p29) (1) 将一组试样A化后，迅速置于一个规定的等温温度的恒温盐浴炉中，停留不同时间之后，逐个取出试样淬入盐水中。于是尚未转变的过冷A在淬入盐水后转变为M，因此，M量即未转变的过冷A量。显然在恒温盐浴炉中停留时间不同，转变产物量就不同。 (2) 将试样磨制、抛光、腐蚀。在金相显微镜下观察并结合硬度测试确定转变产物的类型和转变量，并确定各等温温度下的转变开始点和终了点时间； (3) 绘制每一等温温度下的转变量与时间的转变动力学曲线； (4) 连接各等温温度下的转变开始点和转变终了点，绘制成过冷A等温转变动力学图。 ; 金相－硬度法的优点是能较准确地测出转变的开始点和终了点，并能直接观察到转变产物的组织形态、分布状况及其数量，但其缺点是所得结果不连续，并且要制作大量的金相试样，费时而麻烦。 2．TTT图概貌 ;亚共析钢和过共析钢的TTT图在珠光体转变之前有先共析相析出，即先共析铁素体或碳化物。这类钢的TTT图在珠光体转变开始线左侧有一条先共析相析出线。 由于对钢过冷A转变机制认识的不断深入及测试设备精度的提高，发现高温P转变区与B转变有部分的重叠，中温B转变区与高温P转变及低温等温M有部分重叠区，因此，过冷A转变产物按高、中、低三个区域是不完全符合客观事实。但是，在高、中、低三个温度区域的转变产物分别是以P、B和M为主的提法是正确的。因此，在实际生产中应用以往测试的TTT图应考虑转变产物的重叠性。;3．影响过冷A等温转变动力学图形状的因素 1）化学成分的影响 ①一般来说，除钴、铝以外的元素均使C曲线右移，增加过冷 A的稳定性。但碳的影响较为特殊，碳含量在0.8 ～ 1.0%,C曲线处 于最右侧，高于或低于这一含量时，C曲线均左移。即共析钢的过 冷A相对其它碳钢来说是最稳定的。但碳对C曲线的影响只有零点几 秒到几秒。 ②合金元素改变C曲线的形状，使P转变区与B转变区分离，呈双C 曲线。 ③几种合金元素同时加入钢中， 大大提高过冷A的稳定性，并可 抑制某种不能影响，而尽可能地发 挥其有益作用。;p32;举例说明：Cr的影响;举例说明：Ni、Mn的影响;2）A晶粒尺寸的影响 细小的A晶粒其界面积相对比较多，这有利 于P的形核，从而促进转变，使P转变左移。B转变的形核可在晶 内，故晶粒尺寸的影响较小 (Fig. 6-5)。 3）奥氏体均匀化 A成分愈均匀，依赖于扩散的新相形核与长大的扩散时间愈多，因此C曲线右移。 4形变 形变使A晶内缺陷增多，使A晶内细化，使珠光体C曲线左移。 注：现有手册中同一钢种可能有几个C曲线，形状有所差异，这反 映了成分波动、奥氏体化温度变化等多种因素的影响。;4．过冷奥氏体等温转变动力学图的应用 1）确定分级淬火的停留温度。 2）确定等温淬火、等温退火的温度。 3）确定形变热处理的温度。;§6－2 过冷