金属学与热处理教案-哈尔滨工业大学(二)

哈工大 金属学与热处理

B

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M

时间

P

B

M

时间

图1

图2

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

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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

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综合应用热分析法、金相法和膨胀法。

第十一章：珠光体相变

本章重点：碳钢两类珠光体(即片状和粒状)的组织形态、形成机制以及力学性能，掌握影响珠光体转变动力学因素。

本章难点：珠光体(片状和粒状)的形成机制。

§11-1珠光体的组织形态、晶体结构与性能

一、珠光体的组织形态

钢中常见的珠光体有片状珠光体和粒状珠光体两种。此外还有不常见的纤维状珠光体和针状珠光体等。

片状珠光体：F和Fe3C层片相间的机械混合组织。

粒状珠光体：Fe3C以粒状分布于F基体上形成的混合组织。采用球化处理工艺可以得到粒状珠光体组织。Fe3C的量由钢的C%决定；Fe3C

的尺寸、形状由球化工艺决定。

P团 原A晶界

Fe3C

α

图3-1

片状珠光体晶粒尺寸大小可以用片间距大小来表示，相邻两片Fe3C(或F)的平均距离S0称珠光体的片层间距。见图3-1。

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珠光体片层间距方向大致相同的区域称为“珠光体团”、“珠光体领域”或珠光 体晶粒。一个原奥氏体晶粒内可以形成几个珠光体晶粒。见图 3-2。

二、珠光体分类根据珠光体片层间距 S0 的大小，可将珠光体分为三类： 1.珠光体： 1.珠光体：用 P 表示；S0=1500~4500 。光镜下观察到 F 与 Fe3C 呈层片状。 珠光体 2.索氏体： 2.索氏体：用 S 表示；S0=800~1500 。光镜下难以区分 F 与 Fe3C 呈层片状，电镜 索氏体 下清晰观察到 F 与 Fe3C 的片层。 3.屈氏体： 3.屈氏体：用 T 表示；是极细的珠光体。S0=300~800 。光镜下无法分辨 F 与 Fe3C 屈氏体 的层片(呈黑球状),电镜下清晰观察到 F 与 Fe3C 的片层。 珠光体片层间距 S0 的大小，取决于过冷度ΔT 而与原奥氏体晶粒尺寸大小无 关。无法显示图像。计算机可能没有足够的内存以打开该图像，也可能是该图像已损坏。请重新启动计算机，然后重新打开该 文件。如果仍然显示红色 “x”,则可能需要删除该图像，然后重新将其插入。

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