《金属学与热处理》 奥氏体化.ppt

影响奥氏体形成的因素 * 影响奥氏体形成的因素 * * 碳钢在加热时的组织转变 奥氏体化作用（P178）： 钢加热时形成的奥氏体的化学成分、均匀化程度、晶粒大小以及加热后未溶入奥氏体中的碳化物等过剩相的数量和分布状况、直接影响钢在冷却后的组织性能。 奥氏体的形成过程（P179） 以共析钢为例： （1）奥氏体形核： 奥氏体晶核优先在铁素体和渗碳体的相界面上形成。 （a）奥氏体形核 奥氏体的形成过程（P179） 以共析钢为例： （2）奥氏体长大： （a）奥氏体形核 （b）奥氏体长大 共析钢奥氏体长大示意图（P180） （a）奥氏体相界处的碳浓度 （b）相界面推移示意图 奥氏体的形成过程（P179） 以共析钢为例： （2）奥氏体长大： 碳在奥氏体中由高浓度向低浓度扩散，促使铁素体向奥氏体转变和渗碳体的溶解。同时，碳在铁素体内扩散，促使铁素体向奥氏体转变，从而促进奥氏体长大。 （a）奥氏体形核 （b）奥氏体长大 奥氏体的形成过程（P179） 以共析钢为例： （3）剩余渗碳体溶解： 随着保温时间延长或温度升高，剩余在奥氏体中的渗碳体通过碳原子的扩散，不断溶入奥氏体中。 （a）奥氏体形核 （b）奥氏体长大 （c）剩余渗碳体溶解 奥氏体的形成过程（P179） 以共析钢为例： （4）奥氏体均匀化： 继续延长保温时间或升高温度，通过碳原子的扩散，奥氏体中碳浓度逐渐趋于均匀化，最后得到均匀的单相奥氏体。 （a）奥氏体形核 （b）奥氏体长大 （c）剩余渗碳体溶解 （d）奥氏体均匀化 珠光体向奥氏体转变过程示意图（P179） 孕育期 共析钢奥氏体等温形成 （1）奥氏体形核 （2）奥氏体长大 （3）剩余渗碳体溶解 （4）奥氏体均匀化 共析钢奥氏体等温形成图（P181） 亚共析钢奥氏体等温形成 （1）奥氏体形核 （2）奥氏体长大 （3）珠光体中剩余渗碳体溶解 （4）过剩相铁素体转变 （5）奥氏体均匀化 亚共析钢（Wc=0.45%）奥氏体等温形成图 （P181） 过共析钢奥氏体等温形成 （1）奥氏体形核 （2）奥氏体长大 （3）珠光体中剩余渗碳体溶解 （4）过剩相渗碳体转变 （5）奥氏体均匀化 过共析钢（Wc=1.2%）奥氏体等温形成图 （P181） △GV---新相奥氏体与母相之间的体积自由能差（动力） △GS ---形成奥氏体时所增加的界面能（阻力） △Ge---形成奥氏体时所增加的应变能（阻力，较小） 奥氏体形成的热力学条件（P178） △G ＜ 0 奥氏体形成时系统总的自由能变化为 △G = △GV + △GS + △Ge 温度 珠光体和奥氏体的自由能随温度的变化曲线 新相奥氏体与母相之间的体积自由能差 △GV = Gγ - GP 驱动力（P179）： 孕育期 共析钢奥氏体等温形成图（P188） 奥氏体的形核率和长大速度与温度的关系（P182） 影响奥氏体形成速度的因素 （1）加热温度 加热温度越高，转变孕育期和完成时间越短。 奥氏体形成速度越快。 原子扩散系数增加； 原子扩散速度加快； 相变驱动力△GV 增加。 不同原始组织共析钢等温奥氏体化曲线（P182） 1-淬火态 ； 2-正火态 ； 3-球化退火态 影响奥氏体形成速度的因素 （2）原始组织 原始组织越细，奥氏体形成速度越快。 铁素体和渗碳体相界面增多； 珠光体片层间距减小。 含碳量不同的钢中珠光体向奥氏体转变50%时所需时间 （P182） 影响奥氏体形成速度的因素 （3）化学成分 碳：含碳量越高，奥氏体形成速度越快。 合金元素对过冷奥氏体等温转变的影响 影响奥氏体形成速度的因素 （3）化学成分 碳：含碳量越高，晶粒长大倾向增大。 合金元素： 碳化物形成元素: 元素增加，减小扩散速度，减慢形成速度。 非碳化物形成元素: 元素增加，增加碳在奥氏体中扩散速度， 加快奥氏体形成速度。 特殊元素：Si、Al、Mn影响不大。 课堂小测试 简答亚共析钢加热时，珠光体向奥氏体转变的过程。 绪论 （一）金属热处理及其作用 1、热处理概念 1）热处理定义 2）热处理原理 3）热处理工艺 2、热处理作用与工序 (二)热处理与相图 （三）学习本部分的目的、任务、