以共析碳钢为例,比较其过冷奥氏体在连续冷却和等温冷却时组织转变的不同

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联系冷却转变曲线与等温C曲线有什么不同~

钢的过冷奥氏体等温转变曲线的开始温度和终了温度曲线像英文字母C,它描述了奥氏体在等温转变过程中,不同温度和保温时间下的析出物的规律,称为C曲线或者TTT曲线,而连续冷却曲线是各种不同冷速下,过冷奥氏体转变开始和转变终了温度和时间的关系简称连续冷却转变图或者CCT图。
相同点是二者均是过冷奥氏体的转变图解,前者是在一定温度下的等温转变,后者是以一定的冷却速度时的连续转变,二者在本质上是一致的,转变过程和转变产物的类型基本相互对应。
二者的区别在于冷却条件的不同,其显著的区别主要有:
一,连续冷却时,过冷奥氏体是在一个温度范围内完成组织转变的,其组织的转变很不均匀,先转变的组织较粗,而后转变的组织较细,往往得到几种组织的混合物。二,共析钢连续冷却时,只有珠光体的转变而无贝氏体

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。

首先,过冷奥氏体连续转变时,控制冷却速度可以获得不同的纤维组织,但分析起来比较困难;而在等温转变的条件下控制冷却温度则可以获得不同的纤维组织,并且可以独立的改变温度和时间,分别研究温度和时间对奥氏体转变的影响。
以共析钢为例,在等温转化时,根据等温转变的温度不同,分别可以获得珠光体和贝氏体(按温度由大到小);在连续冷却时,根据冷却速度不同,分别可以获得珠光体、珠光体和马氏体、以及马氏体(按冷却速度由小到大)。


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