【金属材料热处理技术讲座】谈谈“C”曲线.pdf

谈“C”曲线 第一讲 C 曲线的来源 奥氏体的等温转变 有的老师傅说“热加工人在大干，定叫钢铁组织变。它的变化有规律，加热按着平衡图， 冷却按着C 曲线。”这话是很有道理的。 一 冷却有“学问” 钢在热加工时，必须有加热、保温及冷却的过程。冷却方法虽然不同，但总不外乎两种形 式：连续冷却与等温冷却。如果随着时间的延长，温度始终接连不断地在降低，这就是连续冷 却。连续冷却不一定非得是 同一冷却速度冷至室温不可，可以先快后慢，或先慢后快等。等 温冷却是指在降温范围内的某一指定温度上，做一定时间的停留，然后再接着冷却下来的一种 冷却形式。它可以采用多个恒温段的方法依次进行冷却。具体采用什么方式，要根据性能要求， 并符合内部组织变化的客观规律。 二 性能有差异 大家知道，钢的退火是为了降低硬度，必须缓冷，而淬火是要提高硬度，必须快冷。不同 的冷却速度只是外因，是产生硬度差异的条件，而钢的内部组织之间的矛盾性，才是硬度变化 的根据，也就是内因。这就是说，冷却只是深刻地影响到钢的内部组织变化，而这种变化却只 有通过钢内部组织转变的客观规律才能引起。 三 奥氏体的等温转变 奥氏体是碳在铁的面心立方晶格中的间隙固溶体。在钢加热到Ac1 以上并保温后，其内部 就呈现这种组织。奥氏体的等温转变就是把钢加热到呈奥氏体状态的温度并保温，再迅速冷到 低于Ac1 的某一固定温度，在此温度进行恒温，以便使奥氏体充分完成组织转变。 四 C 曲线的画法 不同的等温温度和停留时间，进行详细试验，就可以分别知道在每个温度下，奥氏体转 变开始与结束的时间，还可以知道奥氏体在转变过程中的转变量与停留时间关系的数据。奥氏 体转变量和等温温度及停留时间，三者有不可分割的联系，利 温度—时间坐标来反映，既完 整又简单。 第二讲 C 曲线的上部 珠光体转变区 一 C 曲线的分区 在 C 曲线中，共有五条主要的线。其中有两条是曲线：代表过冷奥氏体转变开始线和结束 线；有三条是水平直线：A1 为高温奥氏体临界点，Ms 为马氏体转变开始点，Mz 为马氏体转变 终了点。一般在C 曲线图上除了Ms 线画出外，其余两条直线就不标出了。在C 曲线中，从左 向右依次看，可以分成三个区：1.纵坐标到过冷奥氏体开始线的区间，是没有发生组织转变的过 冷奥氏体不稳定区；2.过冷奥氏体转变开始线和终了线之间的区域，是过冷奥氏体转变进行区； 3.过冷奥氏体转变终了线右边区域，是过冷奥氏体转变为别的组织终止区。 在C 曲线中，从上往下看，可以分成五个区：1.A 温度以上为稳定的高温奥氏体区；2. A 1 1 温度到大约500℃为珠光体转变区；3.500℃至Ms 温度为贝氏体转变区；4..Ms 到Mz 温度为马 氏体转变区；5. Mz 温度以下为马氏体+残余奥氏体共存区。 二 过冷奥氏体 在铁碳平衡图中，在A1 温度以上时，奥氏体是不发生组织转变的。把钢极其缓冷到A1 温 度时，高温奥氏体将在平衡转变点进行共析转变，生成铁素体和渗碳体的机械混合物 珠光 体。 实际生产中，钢冷却时，这个转变点（此时为Ar1 ）就会压低，冷却速度越大，压低越厉害， 就会在 低的温度下才开始转变。 平衡转变点与实际转变点的温度差叫做过冷度。高温奥氏体极其缓冷时，其过冷度等于零。 在C 曲线上意味着两条曲线在无限远处与A 线重合。当高温奥氏体以不同的速度进行冷却时， 它就在低于平衡转变点温度进行组织转变。这个被冷到A 温度以下到转变完了以前的奥氏体就