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冷奧氏體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)圖！

2022-08-15 15:43:26 作者：每天學(xué)點(diǎn)熱處理來(lái)源：每天學(xué)點(diǎn)熱處理分享至：

過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線又稱TTT圖、IT圖或C曲線，綜合反映了過(guò)冷奧氏體在冷卻時(shí)的等溫轉(zhuǎn)變溫度、等溫時(shí)間和轉(zhuǎn)變量之間的關(guān)系（即反映了過(guò)冷奧氏體在不同的過(guò)冷溫度下等溫轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變開(kāi)始時(shí)間、轉(zhuǎn)變終了時(shí)間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物類型、轉(zhuǎn)變量與等溫溫度、等溫時(shí)間的關(guān)系）。

共析碳鋼 TTT 曲線的分析

非共析鋼的過(guò)冷A 等溫轉(zhuǎn)變圖

與共析鋼的A等溫轉(zhuǎn)變圖不同的是：

對(duì)亞共析鋼在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析F析出，因此亞共析鋼的過(guò)冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線在左上角有一條先共析F析出線，且該線隨含碳量增加向右下方移動(dòng)，直至消失。

對(duì)過(guò)共析鋼在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析滲碳體析出，因此過(guò)共析鋼的過(guò)冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線在左上角有一條先共析滲碳體析出線，且隨含碳量增加向左上方移動(dòng)，直至消失。

合金鋼的過(guò)冷A 等溫轉(zhuǎn)變曲線

合金鋼的過(guò)冷A 等溫轉(zhuǎn)變曲線由于受碳和合金元素的影響，圖形比較復(fù)雜。

常見(jiàn)的C曲線有四種形狀：

(a) 表示A→P和A→B轉(zhuǎn)變線重疊；

(b) 表示轉(zhuǎn)變終了線出現(xiàn)的二個(gè)鼻子；

(d) 表示形成了二組獨(dú)立的C曲線。

影響過(guò)冷奧氏體C曲線形狀的因素

1 奧氏體的成分

1.含碳量

含碳量增加時(shí)，貝氏體轉(zhuǎn)變減慢，C曲線右移Ms和Mf下降。

含碳量不改變C曲線的形狀，但對(duì)珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變的影響不同。

（1）對(duì)珠光體轉(zhuǎn)變

①非共析鋼在發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變之前有先共析相（鐵素體、滲碳體）析出，因此非共析鋼的過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變C曲線，在左上角有一條先共析相析出線，且先共析相析出線隨含碳量的變化而移動(dòng)。

②共析鋼的C曲線最靠右，亞共析鋼的C曲線隨含碳量增加向右移動(dòng)，過(guò)共析鋼的C曲線隨含碳量增加向左移動(dòng)。

③碳對(duì)C曲線的影響不如Me。

因此，共析鋼的C曲線離縱軸最遠(yuǎn)，共析鋼的過(guò)冷奧氏體最穩(wěn)定。

（2）對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變

貝氏體長(zhǎng)大速度是受碳擴(kuò)散控制（碳在鐵素體內(nèi)的脫溶）。這是由于貝氏體轉(zhuǎn)變時(shí)領(lǐng)先相為鐵素體，隨奧氏體中碳含量的增加，獲得鐵素體晶核幾率下降。含碳量增加時(shí)，轉(zhuǎn)變時(shí)需擴(kuò)散的原子量增加，貝氏體轉(zhuǎn)變之前鐵素體轉(zhuǎn)變速度下降，貝氏體轉(zhuǎn)變也減慢，C曲線右移。

（3）對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變

碳含量（Wc）增加，Ms下降、Mf下降，Ms和Mf下降不一致。Wc<0.6%，Mf比Ms下降得快。

①碳含量增加，Wc<0.2%，Ms顯著下降；Wc>0.2%，Ms直線下降。

②Wc<0.6%，Mf顯著下降；Wc>0.6%，Mf下降緩慢，Mf<0℃（低于室溫）。

2.合金元素

除Co、Al (＞2.5%) 外，所有合金元素溶入奧氏體中，會(huì)引起：

總之，Co、Al可促進(jìn)冷卻轉(zhuǎn)變，其他合金元素大多阻礙轉(zhuǎn)變。

（1）對(duì)珠光體轉(zhuǎn)變

除Co、Al以外，大多數(shù)合金元素是延緩P轉(zhuǎn)變。

合金元素對(duì)P轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)影響的原因：合金元素的自擴(kuò)散、對(duì)碳的擴(kuò)散、改變了A→F轉(zhuǎn)變速度、改變了臨界點(diǎn)、對(duì)奧氏體/F界面的拖拽作用。

在這些合金元素中Mo的影響最為強(qiáng)烈，W為Mo的影響一半，Cr、Mn、Ni明顯提高過(guò)冷A的穩(wěn)定性，Si、Al稍有提高過(guò)冷A體的穩(wěn)定性，Co減小過(guò)冷A的穩(wěn)定性。

（2）對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變

除Co、Al以外，大多數(shù)合金元素使Ms 、Mf下降。

化學(xué)成分對(duì)Ms點(diǎn)的影響的原因：改變了T0，改變了奧氏體的強(qiáng)度。

（3）對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變

除Co、Al以外，大多數(shù)合金元素是延緩B轉(zhuǎn)變。

原因：合金元素溶入A后，增大其穩(wěn)定性，從而使C曲線右移。

合金元素對(duì)B轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)影響的原因：合金元素影響碳在A和F中擴(kuò)散，改變了A→F轉(zhuǎn)變速度，改變了BS點(diǎn)，影響在一定溫度下的相間自由能差，影響驅(qū)動(dòng)力。強(qiáng)碳化物形成元素減緩B轉(zhuǎn)變速度。

2 奧氏體的形態(tài)

1. 奧氏體晶粒大小的影響

奧氏體晶粒度增加，晶粒愈細(xì)，晶界面積增多，使晶界形核的珠光體易于形核，有利于珠光體轉(zhuǎn)變發(fā)生，C曲線左移。雖然使貝氏體轉(zhuǎn)變速度增加，C曲線左移，但對(duì)晶內(nèi)形核的貝氏體轉(zhuǎn)變影響不如珠光體轉(zhuǎn)變大。對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變奧氏體晶粒長(zhǎng)大，缺陷減少及奧氏體均勻化，馬氏體形成的阻力減小，Ms升高。

2.加熱溫度和保溫時(shí)間

加熱溫度和保溫時(shí)間主要是通過(guò)改變奧氏體成分和狀態(tài)來(lái)影響珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變。因?yàn)閵W氏體成分不一定是鋼的成分，所以加熱溫度和保溫時(shí)間不同，得到的奧氏體也不一樣，必然對(duì)隨后的冷卻轉(zhuǎn)變起影響。

3.原始組織

主要影響奧氏體成分均勻性。原始組織愈細(xì)，加熱后奧氏體均勻化快，奧氏體成分愈均勻，隨之冷卻后珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變的形核率下降，C曲線右移。原始組織愈粗，奧氏體成分不均勻，促進(jìn)奧氏體分解，C曲線左移。

3 塑性變形

珠光體：塑性變形加速轉(zhuǎn)變，C曲線左移。

貝氏體：高溫塑變（800～1000℃）減慢低溫塑變（ BS點(diǎn)以下低溫亞穩(wěn)區(qū)）加速。

馬氏體：應(yīng)變誘發(fā)馬氏體轉(zhuǎn)變（Ms-Md之間少量變形）機(jī)械穩(wěn)定化作用（Ms-Md之間大量變形）。

4 應(yīng)力

在奧氏體狀態(tài)下施加拉應(yīng)力或單向壓應(yīng)力，促進(jìn)奧氏體分解，珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變加快，C曲線左移，Ms升高。

在奧氏體狀態(tài)下施加多向壓應(yīng)力，減慢奧氏體分解，珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變減慢，C曲線右移，Ms下降。

綜上所述，過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線的形狀和位置受上述多種因素的影響，因此在使用時(shí)必須注意其標(biāo)明的試驗(yàn)條件，包括鋼的成分（包括微量元素）、奧氏體化條件、外界條件等。

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