什么是过冷奥氏体连续冷却转变曲线

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共析钢奥氏体连续冷却转变曲线中为什么没有贝氏体区~

共析碳钢的连续冷却转变只发生珠光体转变和马氏体转变,不发生贝氏体转变,也就是说,共析碳钢在连续冷却时得不到贝氏体组织。
CCT曲线即过冷奥氏体连续冷却转变曲线。它反映了在连续冷却条件下过冷奥氏体的转变规律,是分析转变产物组织与性能的依据,也是制订热处理工艺的重要参考资料。20 世纪50 年代以后,由于实验技术的发展,才开始精确地测量许多钢的连续冷却C曲线,直接用来解决连续冷却时的转变问题。



扩展资料
珠光体向奥氏体的转变是共析钢奥氏体化时最重要的一个相转变内容,它又由4个分步骤组成:形核、长大、残余碳化物的溶解、奥氏体成分均匀化(若为亚共析钢或过共析钢,还会有过剩相的转变和溶解这一步骤)。
1、奥氏体形核:在铁素体F和渗碳体Fe₃C的相界或珠光体晶团界面上形核(因为此处存在能量、结构、成分的起伏)。常会通过细化原始组织提高形核率。
2、奥氏体长大:平衡-非平衡-平衡的反复循环过程。奥氏体形核之前,碳在F和Fe₃C各自相区内是平衡的。当奥氏体晶核形成之后,由于靠近F的一侧含碳量低,靠近Fe₃C一侧的含碳量高,故在奥氏体内部出现的碳浓度梯度,引起了碳的扩散,破坏了原先相界两侧的碳平衡。
为了恢复碳平衡,会促使F转变为奥氏体以及Fe₃C溶解,使得奥氏体向两侧长大。
3、残余Fe3C的溶解:界面向铁素体方向的推移速度大于向渗碳体方向,因而铁素体将首先消失,因此奥氏体形成后,还会有一部分Fe₃C残余。这一部分Fe₃C将会在加热保温过程中进一步溶解,直至完全消失。
4、奥氏体成分均匀化:当残余Fe₃C完全消失,奥氏体中的碳浓度仍是不均匀的,原Fe₃C处碳含量高,原F处含碳量低。继续延长保温时间,在浓度梯度驱动下,借助加热扩散和碳浓度梯度化学势,成分逐渐均匀化。
若为亚共析钢,则加热到Ac1时成为奥氏体和过剩F,进一步加热保温则过剩F逐渐转变为奥氏体,温度超过Ac₃时转变完全;若为过共析钢,则加热到Ac1时成为奥氏体和过剩Fe₃C,进一步加热保温则过剩Fe₃C逐渐转变为奥氏体,温度超过Accm时转变完全。
参考资料来源:百度百科-奥氏体化
参考资料来源:百度百科-CCT曲线

共析钢过冷到A1温度以下 ,奥氏体在热力学上处于不稳定状态,在一定条件下会发生分解转变,这种在A1以下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体就是过冷奥氏体。
要使钢中高温相——奥氏体在冷却过程中转变成低温亚稳相——马氏体,冷却速度必须大于钢的临界冷却速度。工件在冷却过程中, 表面与心部的冷却速度有-定差异,如果这种差异足够大,则可能造成大于临界冷却速度部分转变成马氏体,而小于临界冷却速度的心部不能转变成马氏体的情况。
为保证整个截面上都转变为马氏体需要选用冷却能力足够强的淬火介质,以保证工件心部有足够高的冷却速度。但是冷却速度大,工件内部由于热胀冷缩不均匀造成内应力,可能使工件变形或开裂。因而要考虑上述两种矛盾因素,合理选择淬火介质和冷却方式。

2.连续冷却转变
[连续冷却转变]:过冷奥氏体在一个温度范围内,随温度下降发生组织转变,同样可用“连续冷却转变曲线”“CCT曲线,C— continuous;C— cooling;T— transformation”分析组织转变过程和产物。共析钢的“CCT曲线”测量过程示意图如下图。图中V1(炉冷)、V2(空冷)、V3(油冷)、V4(水冷)代表热处理中四种常用的连续冷却方式。

工程材料及成形工艺基础

共析钢的连续转变图建立过程示意图(CCT曲线)

炉冷V1:比较缓慢,相当于随炉冷却(退火的冷却方式),它分别与C曲线的转变开始和转变终了线相交于1、2点,这两点位于C曲线上部珠光体转变区域,估计它的转变产物为珠光体,硬度170~220HBS。
空冷V2:相当于在空气中冷却(正火的冷却方式),它分别与C曲线的转变开始线和转变终了线相交于3、4点,位于C曲线珠光体转变区域中下部分,故可判断其转变产物为索氏体,硬度25~35HRC。
油冷V3:相当于在油中的冷却(在油中淬火的冷却方式),与C曲线的转变开始线交于5、6点,没有与转变终了线相交,所以仅有一部分过冷奥氏体转变为托氏体,其余部分在冷却至Ms线以下转变为马氏体组织。因此,转变产物应是托氏体和马氏体的混合组织,硬度45~55HRC。
水冷V4:相当于在水中冷却(在水中淬火的冷却方式),它不与C曲线相交,过冷奥氏体将直接冷却至Ms以下进行马氏体转变。最后得到马氏体和残余奥氏体组织,硬度55~65HRC。
[马氏体临界冷却速]:图中冷却速度Vk与C曲线的开始转变线相切,这是过冷奥氏体不发生分解,全部过冷到MS线以下向马氏体转变所需要的最小冷却速度。
等温转变“TTT曲线”在连续冷却转变中的应用: 由于连续冷却“CCT转变曲线”的测定较为困难,而连续冷却转变可以看作由许多温度相差很小的等温转变过程所组成的,所以连续冷却转变得到的组织可认为是不同温度下等温转变产物的混合物。故生产中常用TTT曲线(C曲线)近似地分析连续冷却过程。下图中V1(炉冷)、V2(空冷)、V3(油冷)、V4(水冷)代表热处理中四种常用的连续冷却方式。


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