第十章：钢的过冷奥氏体转变图 本章重点：“TTT”图和“CCT”图分析，“TTT”图的类型以及影响“TTT”图的因素。 本章难点：影响“TTT”图的因素。 §10-1 过冷奥氏体等温转变冷却图 过冷奥氏体等温转变图TTT图或C曲线是获得等温转变组织的主要依据，是等温淬火获得马氏体组织或贝氏体组织的主要依据。 一、过冷奥氏体等温转变图的建立 膨胀法、磁性法、电阻法、热分析法、金相法。 二、奥氏体等温转变图的基本类型 奥氏体等温转变图的形状象英文字母C，因此称“C”曲线或“TTT”图。其形状见右图。“C”曲线有三个转变区(即珠光体、贝氏体和马氏体转变区)；五条线(即A1、第一条“C”曲线、第二条“C”曲线、Ms和Mf)。A1线以上奥氏体稳定存在；以下奥氏体变成亚稳定存在的过冷奥氏体。第一条“C”曲线为奥氏体转变(P、B)开始线，第二条“C”曲线为奥氏体转变(P、B)终了线；Ms为马氏体转变开始线，Mf为马氏体转变终了线。“C”曲线类型线共六种，它们分别为： 1.单一的“C”形曲线(B、P区重合)：碳钢(亚共析钢、共析钢及过共析钢)、含Si、Ni、Cu、Co钢等。 2.双“C”形曲线：加入使珠光体转变温度范围上升的Cr、Mo、W、V等合金元素，或加入使贝氏体转变温度下降的合金元素。随着合金元素的增加，珠光体和贝氏体转变“C”曲线逐渐分离。并且使珠光体转变速度减慢，对贝氏体转变速度影响较小，见图1。 3.双“C”形曲线：加入使珠光体转变温度范围上升的Cr、Mo、W、V等合金元素，或加入使贝氏体转变温度下降的合金元素。随着合金元素的增加，珠 光体和贝氏体转变“C”曲线逐渐分离。并且使贝氏体转变速度减慢，对珠光体转变速度影响较小，见图2。 合金元素的加入，使B、P转变的“C”曲线分离，分别使B、P转变的最小孕育期变长。 4.只有贝氏体转变的“C”曲线：合金元素Mn、Cr、Ni、W、Mo的加入，使扩散型的珠光体相变受到极大阻碍。(贝氏体钢18Cr2Ni4WA、18Cr2Ni4MoA) 5.只有珠光体转变的“C”曲线：在中碳高Cr钢3Cr13、3Cr13Si以及4Cr13等钢中出现。 6.在马氏体转变的Ms点以上整个温度区间不出现“C”曲线：这类钢通常为奥氏体钢，高温下稳定的奥氏体组织能全部过冷至室温。也可能有过剩碳化物的高温析出。 三、影响因素 1.化学成分： (1)C%影响 随着奥氏体C%增加，过冷奥氏体稳定性提高，“C”曲线右移；当C%增加到共析成分，过冷奥氏体稳定性最高。随着C%进一步增加，奥氏体稳定降低，“C”曲线反而左移。同时C%越高，Ms点越低。 非共析钢由于有先析相析出，使奥氏体转变为珠光体的形核部位增加，过冷奥氏体稳定性降低，珠光体转变的孕育期减小，“C”曲线左移。 亚共析钢完全奥氏体化后随着C%增加，先析铁素体形核率下降导致先析铁素体含量降低，过冷奥氏体转变为珠光体的形核部位降低，过冷奥氏体稳定性提高，珠光体转变孕育期增加，“C”曲线右移。过共析钢完全奥氏体化后随着C%增加，先析渗碳体形核率升高导致先析渗碳体含量增加，过冷奥氏体转变为珠光体的形核部位增加，过冷奥氏体稳定性降低，珠光体转变孕育期减少，“C”曲线左移。 (2)合金元素影响 合金元素只有溶入到奥氏体中，才能对过冷奥氏体转变产生重要影响。总体上讲，除Co、Al外，所有合金元素都增大过冷奥氏体稳定性，使“C”曲线右移。 非碳化物形成元素如Ni、Si、Cu等和弱碳化物形成元素如Mn只改变“C”曲线位置；碳化物形成元素如Cr、Mo、V、W、Ti等既使“C”曲线右移，又使其形状分成上下两部分。 2.奥氏体晶粒尺寸：奥氏体晶粒与奥氏体化条件有关，加热温度高保温时间长，奥氏体晶粒粗大，成分均匀性提高，奥氏体稳定性增加，“C”曲线右移。反之“C”曲线左移。 3.原始组织：钢的原始组织越细小，单位体积内晶界越多，过冷奥氏体转变的形核率越高，同时原始组织越细小有利于C原子扩散，奥氏体形成时达到均匀化时间短，相对长大时间长，相同条件下易使奥氏体长大并且均匀性提高，“C”曲线右移。 4.变形：奥氏体比容最小，马氏体比容最大，奥氏体转变时体积膨胀，施加拉应力加速其转变，使“C”曲线左移，施加压应力不利其转变，使“C”曲线右移。 对奥氏体施以适当的塑性变形，使缺陷密度增加(加速原子扩散)或析出碳化物(奥氏体中C%降低)，降低过冷奥氏体稳定性，使“C”曲线左移。 §10-2 过冷奥氏体连续转变冷却图 一、过冷奥氏体连续转变图的建立 综合应用热分析法、金相法和膨胀法。