3珠光体转变2.ppt

3.4 珠光体转变动力学转变速度：取决于形核率和长大速度 分析 分析 1、珠光体的形核率和长大速度 I和G都随T的降低而先增大后减小，极大值在550?C左右。 过冷度增大： 相变驱动力增大，I,G增大 P片间距减小，G增大 T降低， I,G减小 T一定时，随转变时间的延长，P形核率增大，长大速度基本不变 动力学特点： 珠光体转变有孕育期 550°C等温时的孕育期最短 转变开始和结束时转变速度较小，中段时间转变加快，转变量50%时转变速度最大。 2、珠光体转变动力学图 3、先共析相的长大动力学 亚共析钢中，先共析铁素体的转变动力学曲线也呈“C”曲线，在珠光体转变曲线的左上方，随碳含量增加而移向右下方。 过共析钢中，先共析渗碳体的转变动力学曲线在珠光体转变曲线的左上方，随碳含量增加而逐渐向左上方移动。 4、影响珠光体转变动力学的因素 即：影响形核率和长大速度的因素 内因：化学成分、组织结构; 外因：加热温度、保温时间 1.化学成分的影响 （1）碳含量的影响： 亚共析钢：随含C量增加，先共析F速度减慢，使P转变速度减小。 原因:随含C量增加，F长大时所需扩散离去的C量增大,F形核率减少。 过共析钢:随含C量的增高，渗碳体形核率越大，碳在A中的扩散系数增大，P转变速度增大。 过共析钢不完全奥氏体化更易发生珠光体转变。 奥氏体成分的不均匀性和过剩相均加速珠光体转变。 (2)合金元素的影响：除了Co以外，其它所有的合金元素都使“C”曲线右移；除了Ni、Mn以外，其它常用合金元素皆使珠光体转变的“鼻尖”温度上移。 原因：合金元素的自扩散、对碳扩散的影响，对相变临界点的影响。 2、加热温度和保温时间的影响 加热温度低、保温时间短，将加速珠光体的转变。 原因：A成分不均匀、或有未溶渗碳体，有利于形核 3、奥氏体晶粒度的影响 A的晶粒越细小，P的形核部位越多，越促进P转变。细小的A晶粒也将促进先共析相的析出。 4、应力和塑性变形的影响 对奥氏体氏加拉应力，将加速珠光体的转变 对奥氏体氏加压应力，将减慢珠光体的转变 3.5  珠光体的力学性能 材料的力学性能：受外力作用时反映出来的性能。 主要有：强度、硬度、塑性、韧性、弹性 强度：材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。可分为： 抗拉强度、抗压强度、屈服强度、抗弯强度、抗剪强度等。 塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。 硬度：材料抵抗更硬物体压入其内的能力，硬度高耐磨性高。 常用的硬度指标：布氏硬度、洛氏硬度、维氏（显微）硬度。 韧性：材料抵抗冲击载荷的能力。 弹性：伸长与载荷成正比，去除外力恢复原状的能力。 材料的各种力学性能有一定的联系，且与内部组织有关。 一、珠光体的力学性能 珠光体的力学性能：主要取决于钢的化学成分和热处理后所获得的组织形态，如珠光体的片层间距、珠光体团大小、原始奥氏体晶粒大小等有关； 珠光体的片层间距：取决于形成温度 珠光体团直径大小：取决于形成温度，奥氏体晶粒 结论：共析钢珠光体的力学性能主要取决于奥氏体化的温度和珠光体的形成温度。 随着珠光体的片层间距以及珠光体团直径的减小，珠光体的强度、硬度、塑性均提高。 表3-3 不同组织的硬度 钢在连续冷却时形成的珠光体：片间距不等，性能不匀。 粒状珠光体的强度、硬度较低，塑性较高；切削性好，冷挤压成型性好，加热淬火时的变形开裂倾向性小。 原因：粒状珠光体中铁素体和渗碳体的相界面较片状珠光体的少，所以强度和硬度较低；渗碳体呈粒状分布在连续的铁素体基体上，对位错的阻碍作用小，使塑性提高。 用途：中低碳钢的冷挤压成形、高碳钢的机械加工和热处理前。 碳化物颗粒越细小，分布越均匀，则硬度和强度越高，韧性越好。 对于亚共析钢，随冷却速度增大、或随钢中碳含量增高，则先共析铁素体量减少，珠光体的量增多。 铁素体+珠光体的性能取决于：铁素体及珠光体的相对量、铁素体晶粒大小、珠光体片层间距及铁素体化学成分等。 二、铁素体加珠光体的力学性能 屈服强度： 主要取决于铁素体晶粒尺寸、珠光体量 塑 性： 随珠光体量的增多而降低，随铁素体晶粒的细化而升高 韧 性： 随含碳量的增加而降低 韧脆转折温度： 随P量的增加而升高 三、形变珠光体的力学性能 索氏体：塑性变形可提高强韧性 原因：S片间距小，渗碳体片较薄，可弹性弯曲和塑性变形；F内位错密度增加、形成亚晶粒-细晶强化；渗碳体细化、碎化溶解使F过饱和-固溶强化； 派敦处理：使高碳钢获得索氏体组织，然后经过深度冷拔而获得高强度钢丝。 对珠光体组织进行塑性变形加工，可大幅度提高钢的强度。 冷轧：提高抗拉强度 自学：钢中碳化物的相间沉淀 本章教学目的： 掌握珠光体转变的概念、本质、组织结构特点 珠光体转变的过程 珠光体转变动力学特征及影响