固态相变均匀形核率.PPT

本章重点： 1、各种固态相变的归类。 2、固态相变的特点。 3、固态相变驱动力和阻力。 4、固态相变的形核与长大（理解其基本过程和方式，公式不做要求） 5. C曲线、TTT曲线 纯金属的平衡相变是同素异构转变 固溶体的是多形性转变 掌握平衡脱溶沉淀 热力学，动力学的机理 * （二）非共析钢的过冷A等温转变曲图 对亚共析钢在发生P转变之前有先共析F析出，因此亚共析钢的过冷A等温转变曲线在左上角有一条先共析F析出线，且该线随含碳量增加向右下方移动，直至消失。 亚共析钢的TTT曲线 F A P + F S + F T B M + A残 A3 时间(s) 300 102 103 104 10 1 0 800 -100 100 200 500 600 700 温度 (℃) 0 400 A1 Ms Mf 对过共析钢在发生P转变之前有先共析渗碳体析出，因此过共析钢的过冷A等温转变曲线在左上角有一条先共析渗碳体析出线，且随含碳量增加向左上方移动，直至消失。 过共析钢的TTT曲线 P + Fe3CⅡ S + Fe3CⅡ T B M + A残 Fe3CⅡ A ACM 时间(s) 300 102 103 104 10 1 0 800 -100 100 200 500 600 700 温度 (℃) 0 400 A1 Ms Mf TTT曲线的基本类型 第一种，具有单一的“C”形曲线。 碳钢以及含有Si、Ni、Cu、Co等合金元素的钢均属于此种,其鼻尖温度约为500～600℃。实际上是由两个邻近的 C曲线合并而成（如图中虚线所示），在鼻尖以上等温时，形成珠光体，在鼻尖以下等温时，形成贝氏体。 第二种和第三种，曲线呈双“C”形 若钢中加入能使贝氏体转变温度范围下降，或使珠光体转变温度范围上升的合金元素（如Cr、Mo、W，V等）时，则随合金元素含量增加，珠光体转变曲线与贝氏体转变曲线逐渐分离。 若加入的合金元素不仅能使珠光体转变与贝氏体转变分离，而且能使珠光体转变速度显著减慢，但对贝氏体转变速度影响较小时，则得到的等温转变图（第二种）； 反之，若加入的合金元素能使贝氏体转变速度显著减慢，而对珠光体转变速度影响不大时，则得到的等温转变图（第三种）。 第二种类型的C曲线 第三种类型的C曲线 第四种，只有贝氏体转变的C曲线。 在含Mn、Cr、Ni、W、Mo量高的低碳钢中，扩散型的珠光体转变受到极大阻碍，因而只出现贝氏体转变的C曲线 第五种，只有珠光体转变的C曲线 常出现于中碳高铬钢中 第六种，在MS点以上整个温度区间内不出现C曲线。 这类钢通常为奥氏体钢，高温下稳定的奥氏体组织能全部过冷至室温。 影响 C 曲线的因素 与奥氏体状态有关 2. 含碳量： 理论：奥氏体中 C%↑，C 曲线右移。 F 相难析出，珠光体转变难进行， 实际；亚共析钢：C%↑，C 曲线右移； 过共析：C%↑，左移； 未溶 Fe3C↑ 指溶入奥氏体中的C 0.9%C 0.9C+0.5Mn 0.9C+2.2Mn 0.9C+2.8Mn T τ T τ 0.5C 0.5C+2%Cr 0.5C+4%Cr 0.5C+8%Cr 2 合金元素 ① 除Co、Al（WAl2.5%）外，其它合金元素随 Me%↑，C曲线右移 ——须溶入 A 中 T τ Ms Co,Al Ni,Si,Cu,Mn Si Ni,Cu,Mn Co,Al 外所有合金元素 非碳化物形成元素：只改变C曲线位置 Co,Al,Ni,Cu,Si 强碳化物形成元素W,Mo,V,Ti,Nb 等的影响： 改变C 曲线位置和形态 T τ 中强碳化物形成元素Cr 的影响 强碳化物形成元素W,Mo,V,Ti,Nb 等的影响 3.奥氏体晶粒尺寸： 晶粒细小↑，P转变曲线左移，B转变影响较小 T↑、t↑，晶粒粗大，成分、组织均匀，A 稳定性↑ ——右移。 4.原始组织、加热温度和保温时间 在相同的加热条件下，原始组织越细，越容易得到均匀的A，使等温转变曲线右移，Ms降低。 当原始组织相同时，提高A化温度，延长保温时间，将促进碳化物溶解，也会使C曲线右移 5. 塑性变形： 无论高温和低温塑性变形，均加速过冷A的转变。 原因： （1）相变前形变奥氏体处于完全再结晶状态时，其原因是再结晶细化了奥氏体晶粒； （2）相变前形变奥氏体处于加工硬化状态时，其原因是形变促进了晶界与晶内（如滑移带、孪晶）形核； （3）相变前形变奥氏体中析出大量细小的形变诱发碳化物时，其原因是