第一节过冷奥氏体等温转变动力学图过冷A在非平衡条件下冷却，可有如图几种形式其中：(a)dT/d=0，为等温冷却；(b)dT/d=C，为连续冷却；(c)dT/d=f()，为实际冷却第三章过冷奥氏体转变动力学图 整理课件过冷奥氏体概念：u钢加热到临界点以上，保温一段时间，将形成高温稳定组织称为奥氏体u奥氏体冷却至临界点A1以下，就不再是稳定组织，一般称为过冷奥氏体u过冷奥氏体在不同的冷却条件下，最终可能转变为珠光体、贝氏体、马氏体或它们的混合组织，从而导致钢材最终性能的多样性整理课件u过冷奥氏体等温转变曲线又称为C曲线、TTT曲线、IT图uC曲线：形状象字母C；uTTT：TimeTemperatureTransformationuIT：IsothermalTransformationu过冷奥氏体等温转变曲线图表明组织转变量与转变温度和时间的关系共析钢过冷奥氏体等温转变曲线 整理课件一、过冷奥氏体等温转变动力学图的基本形式（一）共析钢的等温转变曲线过冷奥氏体等温转变动力学图的基本形式，见右图纵坐标为温度，横坐标为时间，以对数分度1、线图上部一条虚线表示临界点A1，下部一条实线表示马氏体转变开始点MS。
两横线之间有三条C形曲线：左边一条为转变开始线，右为转变终了线，中间一条为转变量为50%的线.共析钢过冷奥氏体等温转变曲线 整理课件2、区稳定的奥氏体区过冷奥氏体区A向产物转变开始线A向产物转变终止线A+产物区产物区A1550;高温转变区;扩散型转变;P转变区550230;中温转变区;半扩散型转变;贝氏体(B)转变区;230-50;低温转变区;非扩散型转变;马氏体(M)转变区时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度()0400A1MsMf整理课件n 纵坐标和转变开始线之间的区域为过冷奥氏体区，对应的时间称为孕育期n 孕育期最短的部位，即转变开始线的突出部分，称为鼻子n 转变产物依等温温度不同，大体可分为三个温度区： 高温区：在临界点A1以下到鼻子温度，珠光体型组织转变区，AP； 低温区：在MS以下，发生马氏体转变的区域，AM； 中温区：在鼻子温度以下、MS以上，发生贝氏体转变的区域，AB共析钢过冷奥氏体等温转变曲线 整理课件n在转变终了线右边，对AP而言，A全部转变为P；n在转变开始线和终了线之间为二相组织共析钢的过冷奥氏体等温转变动力学图整理课件（二）亚共析钢和过共析钢的等温转变曲线对亚共析钢的A等温转变曲线，在C曲线的右上方会有先共析相析出线，即先共析F析出线。
共析钢、亚共析钢的等温转变曲线铁碳相图整理课件对过共析钢的A等温转变曲线，在C曲线的右上方会有先共析相析出线，即先共析碳化物析出线共析钢、过共析钢的等温转变曲线铁碳相图 整理课件常见的C曲线有四种形状，如图其中：(a)表示AP和AB转变线重叠；(b)表示转变终了线出现的二个鼻子；(c)表示转变终了线分开，珠光体转变的鼻尖离纵轴远；(d)表示形成了二组独立的C曲线四种类型的TTT图整理课件只有贝氏体转变的C曲线含Mn、Cr、Ni、W、Mo量高的低碳钢中，扩散型的珠光体转变受到极大阻碍，因而只出现贝氏体转变的C曲线整理课件只有珠光体转变的C曲线常出现于中碳高铬钢中整理课件二、影响C曲线形状的因素1碳含量的影响亚共析钢中，随碳含量的上升,C曲线右移；过共析钢中，随碳含量的上升，C曲线左移；因此，共析钢的C曲线离纵轴最远，共析钢的过冷A最稳定亚共析钢C曲线过共析钢C曲线整理课件2、合金元素合金元素对TTT曲线的影响最大一般来说，除Co和Al以外的合金元素均使TTT曲线右移，即增加过冷奥氏体的稳定性3、应力 在奥氏体状态下施加拉应力，促进奥氏体分解，C曲线左移在奥氏体状态下施加多向压应力，减慢奥氏体分解，C曲线右移。
整理课件整理课件 4、奥氏体状态(1)奥氏体晶粒大小的影响奥氏体晶粒度增加，晶粒愈细，晶界面积增多，使晶界形核的P易于形核，有利于转变发生，C曲线左移，但对晶内形核的B转变影响不大2加热温度和保温时间提高奥氏体化加热温度和保温时间，n 第一，使奥氏体晶粒长大，使P难于形核,C曲线右移；n 第二，使奥氏体均匀化程度高，浓度梯度下降，形核与核长大速度减慢，C曲线右移u所以一定要指明成分，晶粒度及奥氏体化温度，才可查得相应的C曲线u若奥氏体中有未溶解的碳化物、促进奥氏体分解，C曲线左移整理课件(3)原始组织主要影响奥氏体成分的均匀性原始组织愈细，加热后奥氏体成分愈均匀，C曲线右移5、奥氏体塑性变形的影响奥氏体的塑性变形会显著影响珠光体转变动力学一般来说，形变量越大，珠光体转变孕育期就越短，即加速珠光体转变综上所述，过冷奥氏体等温转变曲线的形状和位置受上述多种因素的影响，因此在使用时必须注意其标明的试验条件，包括钢的成分、奥氏体化条件、外界条件等 整理课件三、共析钢C曲线的建立C曲线的建立是在等温冷却条件下，利用过冷奥氏体等温转变产物的组织形态和物理性质的变化，通过实验的方法绘制的常见测定方法有：(1)金相硬度法；(2)膨胀法；(3)磁性法及电阻法等。
整理课件共析碳钢TTT曲线建立过程示意图时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度()0400A1整理课件以金相硬度法为例介绍共析钢过冷奥氏体等温转变曲线的建立过程 uu将共析钢加工成将共析钢加工成10-15mm10-15mm、厚、厚1.5mm1.5mm圆片状圆片状试样，并分成若干组，每次取一组试样，在盐浴试样，并分成若干组，每次取一组试样，在盐浴炉内加热使之奥氏体化后，置于一定温度的恒温炉内加热使之奥氏体化后，置于一定温度的恒温盐浴槽中进行等温转变，停留不同时间之后，逐盐浴槽中进行等温转变，停留不同时间之后，逐个取出并快速浸入盐水中，使等温过程中未分解个取出并快速浸入盐水中，使等温过程中未分解的奥氏体转变为新相马氏体的奥氏体转变为新相马氏体uu淬火后得到的马氏体量即等温过程中来不及转淬火后得到的马氏体量即等温过程中来不及转变的奥氏体量变的奥氏体量( (这些马氏体量可用硬度法和金相法这些马氏体量可用硬度法和金相法配合进行测定配合进行测定) )整理课件u将各试样经制备后进行组织观察马氏体在显微镜下呈白亮色可见，白亮的马氏体数量就等于未转变的过冷奥氏体数量。
当在显微镜下发现某一试样刚出现灰黑色产物（珠光体）时，所对应的等温时间即为过冷奥氏体转变开始时间，到某一试样中无白亮马氏体时，所对应的时间即为转变终了时间共析碳钢TTT图建立方法示意图 整理课件u用上述方法分别测定不同等温条件下奥氏体转变开始和终了时间最后将所有转变开始和终了点标在温度、时间坐标上，并分别连接起来，即得到过冷奥氏体等温转变曲线该曲线颇似“C”，故简称C曲线u实验表明，当过冷奥氏体快速冷至不同的温度区间进行等温转变时，可能得到如下不同的产物及组织共析钢相变动力学曲线(a)以及等温转变曲线(b)整理课件四、C曲线的应用1等温淬火将加热到淬火温度的零件淬入350至MS点之间的恒温槽中，长时间等温，如图操作，以得到下贝氏体；2、等温退火用于合金钢锻、铸件，以消除冷却时形成的巨大应力操作时将零件加热到完全退火的高温区域，再冷却到AP区域等温，使发生P转变3形变热处理将合金钢加热到两条C曲线中间的A稳定区域变形，可提高缺陷密度及材料强度4.定性解释连续冷却的奥氏体转变过程整理课件u 过冷奥氏体连续冷却转变图（又称CCT图）：综合反映了过冷奥氏体在连续冷却时的转变温度、等温时间和转变量之间的关系（即反映了过冷奥氏体在不同的冷却速度下转变的转变开始时间、转变终了时间、转变产物类型、转变量与转变温度、转变时间的关系）。
uCCT-ContinuousCoolingTransformation3.2过冷奥氏体的连续冷却转变曲线-CCT图整理课件一.共析钢过冷奥氏体的CCT图共析钢过冷奥氏体连续转变动力学图的基本形式见右图，该图的纵坐标为温度，横坐标为时间，采用对数坐标线A1线、转变开始线、转变终了线、转变中止线、MS线、Mf线区过冷奥氏体区（过冷奥氏体连续冷却转变的孕育期）、过冷奥氏体连续冷却转变区、M转变区共析钢CCT图整理课件(2)在不同的冷却速度下奥氏体发生的转变随冷却速度增加，奥氏体发生以下转变：VVk，奥氏体P全部；VkVVk，奥氏体M全部注意：Vk为奥氏体全部转变为珠光体的最大冷却速度；Vk为奥氏体在连续冷却过程中不发生分解，全部冷至Ms点以下发生马氏体转变的最小冷却速度；共析钢CCT图中无B转变区原因：奥氏体中碳浓度高，使贝氏体的孕育期大大延长，在连续冷却时贝氏体转变来不及进行便冷却到室温整理课件二.过冷奥氏体连续转变动力学图的测定u测定的困难：(1)维持恒定冷速困难；(2)各种组织的精确定量困难；(3)冷却过程中，时间、温度的精确测量困难u测定方法有： 金相硬度法； 膨胀法； 端淬法及磁性法等。
整理课件Vk时间( lg )温度A1PfPsA+PKMsMf水冷油冷Vk1炉冷空冷整理课件Vk(Vc)获得完全马氏体组织的最低冷却速度，即钢的临界淬火速度u以金相硬度法测定CCT图的方法如下:为取得恒定冷速，采用一组高度和内径相同而外径各不相同的套将一组高度和外径与上述的套相匹配的试样，放入套中，经奥氏体化后冷却在同一种介质中，外径不同的套中的试样有不同的冷却速度，这样就可以得到以不同恒速冷却的一组试样经一定时间冷却后淬入盐水中，自套中取出试样，测定硬度和观察组织，就可得到不同途径下转变的开始点和结束点将这些点连起来就构成了CCT图整理课件三.亚共析钢CCT图分析 亚共析钢CCT图出现了先共析F析出区和B转变区MS线右端下降 整理课件四.过共析钢CCT图分析 过共析钢CCT图与共析钢CCT图相似，无B转变区，不同的是出现了先共析Fe3C析出区MS线右端上升 整理课件 图内有各种产物存在的区域和各种速度的冷却曲线 冷却曲线终端的数字为转变产物的硬度值，可为洛氏硬度或维氏硬度 冷却曲线与转变终了线交点处的数字为该产物所占的百分数整理课件 马氏体转变开始线与等温转变动力学图不同，MS不再为水平线，而是向右下侧倾斜，原因：由于P与B的转化，使A得到富化而使MS降低的缘故。
连续转变动力学图与奥氏体化条件(温度、时间)有关，与奥氏体晶粒度有关，原因同等温转变相似 不同的冷却速度可得到不同产物整理课件五.过冷奥氏体连续转变动力学图的应用1、从CCT曲线可以获得真实的钢的临界淬火速度2、CCT曲线是制定钢正确的冷却规范曲线3、根据CCT曲线可以估计淬火以后钢件的组织和性能整理课件3.3TTT与CCT曲线的比较整理课件一、共析碳钢TTT曲线与CCT曲线的比较稳定的奥氏体区时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度()0400A1MsMfCCT曲线TTT曲线整理课件1）连续冷却转变CCT曲线都处于同种材料的等温转变TTT曲线的右下方这是由于连续冷却转变时转变温度较低、孕育期较长所致整理课件2）从形状上看，连续冷却转变CCT曲线不论是珠光体转变区还是贝氏体转变区都只有相当于等温转变TTT曲线的上半部3）合金元素对连续冷却转变CCT曲线的影响规律与对等温转变TTT曲线的影响相似整理课件稳定的奥氏体区时间(s)3001021031041010800-100100200500600700温度()0400A1MsMf二、在连续冷却过程中TTT曲线的应用V1V2VcVcV3V4V1=5.5/s:炉冷;PV2=20/s:空冷;SV3=33/s:油冷;T+M+A残V4138/s:水冷;M+A残整理课件u与TTT曲线转光体转变开始线相切的冷却速度Vk亦可称为钢的临界冷却速度。
u显然Vk大于Vk因此用Vk代替Vk，用TTT曲线来估计连续冷却过程是不合适的u但是由于连续冷却转变曲线比较复杂而且难以测试，在没有CCT曲。