鋼在熱處理冷卻時的組織轉變www.tool-tool.com

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相圖只適用於緩慢冷卻，而實際熱處理則是以一定的冷卻速度來進行的，所以出現C曲線。

一、A冷卻C曲線 轉變溫度與轉變時間之間關係的曲線。

1. 等溫冷卻C曲線 將鋼急冷到臨界溫度以下某一溫度，在此溫度等溫轉變，在冷卻過程中測繪出過冷A等溫轉變圖。

2.連續冷卻C曲線 將鋼在連續冷卻的條件下轉變，此時測繪出的冷卻

二、等溫冷卻C曲線

過冷A等溫轉變圖可綜合反映過冷A在不同過冷度下的等溫轉變過程，轉變開始和終了時間，轉變產物類型以及轉變量與溫度和時間的關係等，由於等溫轉變圖通常呈「C」形狀，所以也稱C曲線，另外還稱TTT圖，現以共析鋼為例來說明TTT圖的建立.

1.相圖的建立

① 把鋼材製成Φ10×1.5mm的圓片試樣,分成若干組
② 取一組試樣,在鹽爐內加熱使之A化.
③ 將A化後的試樣快速投入 A1 以下某一溫度的浴爐中進行等溫轉變
④ 每隔一定時間取出一個試樣急速淬入水中,而後將各試樣取出制樣,進行組織觀察.當在顯微鏡下觀察發現某一試樣剛出現灰黑色產物時,所對應的等溫時間就是A開始轉變時間,到某一試樣未有M出現時，所對應的時間為轉變終了時間。

共析碳鋼等溫轉變圖（C曲線）

將其餘各組試樣，用上述方法,分別測出不同等溫條件下A轉變開始和終了時間,最後將所有轉變開始時間點和終了時間點標在溫度、時間(對數)坐標上,並分別連接起來,即得C曲線.

2. 圖形分析

3. 等T轉變特點

① 過冷到A1以下的A處於不穩定狀態,但不立即轉變,而要經過一段時間才開始轉變,稱為孕育期。孕育期越長,過冷A越穩定,反之,則越不穩定。
② 鼻點:550℃ 最不穩定,轉變速度最快
③ C形狀原因 過冷度和原子擴散為兩個制約因素

在A1~ 550℃區間,隨過冷度增大,原子擴散較快,轉變速度較快。

550℃以下,隨過冷度增大,原子擴散速度越來越慢,因而轉變速度減慢。

4. 相變特點

① 高溫轉變-- P轉變(Ar1~ 550)

A→F+Fe3C(片層相間平行排列的機械混合物)

溫度	A相變	層片間距	HRC
Ar1~600℃	A→P	0.4mm	20
650℃~600℃	A→S	0.4~0.2	30
600℃~550℃	A→T	0.2	40

② 中溫轉變—貝氏體轉變( 550℃~240℃ )

A→ B (F+Fe3C),其中F具有一定過飽和度
A→ B上(550℃~350℃ ）羽毛狀

Fe3C以較粗大片狀分佈在較寬的F片之間,易發生脆斷 ,HRC=45 。

A→ B下(350℃~240℃ ）針狀

強韌性好, Fe3C細小,均勻分佈在過飽和F針內

③ 低溫轉變---- M轉變(C在α--Fe中過飽和固溶體)

MS → 240℃ MS HRC= 62 ~ 65 。

5. 亞共析鋼和過共析鋼的TTT曲線

① 圖形分析(與共析鋼圖形一樣)
亞共析鋼有先析出F線
過共析鋼有先析出Fe3C線
40鋼過冷,F析出受抑制,P型↑ ,所以不能用顯微分析判斷鋼種。

6. 影響C曲線形狀和位置的因素

① 碳鋼 a. C%↑ 亞共析鋼,C曲線右移
過共析鋼,C曲線左移
共析鋼,C曲線最右
C曲線位置表示A穩定性,C曲線越靠右,A越穩定。
b. C%↑，MS↓、Mf↓,C曲線下移
② 合金鋼
a. A中含Co、大於2.5%的Al,C曲線左移
其它均會使C曲線右移,A穩定性升高
還有一些Me的存在會使C形狀變化,如Cr、W、Mo
b. Me 存在也會影響MS、Mf點
③ 加熱因素 t ℃↑、 τ↑, C曲線右移,A越穩定,且晶粒粗化。

三、連續冷卻轉變C曲線( CCT圖)

1. 無B轉變,因冷卻速度快,無孕育期

2. 圖形特點:與TTT基本一致,位置稍偏右下

3. 連續冷卻A轉變特點:

① 晶粒粗細不等,組織為混合組織
② 臨界冷卻溫度:獲得完全M組織的最小冷卻速度,或與轉變開始線相切的冷卻速度。

由於生產中連續冷卻曲線不易獲得,所以通常將冷卻速度線疊加到等溫轉變C曲線(TTT圖)上,來大致估計冷卻後獲得什麼組織.

以 V1冷卻,相當於爐冷,轉變產物為 P
以 V2冷卻,相當於空冷,轉變產物為 S
以 V3冷卻,相當於油冷,轉變產物為 T+M+A′
以 V4冷卻,相當於水冷,轉變產物為 M+A′

四、C曲線應用

1. 用來研究鋼熱處理後所獲得的組織及機械性能,從而合理選用鋼材
2. 制訂合理的熱處理工藝,選擇等溫退火,等溫淬火的溫度等
3. 用來估計鋼的淬透性及臨界冷卻速度,選擇適當的淬火介質

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