第6章_过冷奥氏体转变图
第三章 奥氏体在冷却时的转变
第六节钢在冷却时的转变 一、共析钢的过冷奥氏体转变 由铁碳相图可知，共析钢从奥氏体状态冷却到临界点A1点以下时将要发生珠光体转变。实际上，迅速冷却到A1点以下温度时，转变并不是立即开始的，在A1点以下未转变的奥氏体称为过冷奥氏体。 1．过冷奥氏体转变曲线 (1)过冷奥氏体等温转变曲线图10—38是通过实验测定的共析钢过冷奥氏体等温转变 动力学曲线，又称过冷奥氏体等温转变 等温图(又称TTT图或C曲线)。图中 左边的曲线是转变开始线，右边的曲线 是转变完了线。它的上部向A1线无限 趋近，它的下部与Ms线相交。Ms点是 奥氏体开始向马氏体转变的温度。由图 可以看出，过冷奥氏体开始转变需要经 过一段孕育期，在550～500℃等温时孕 育期最短，转变最快，称为C曲线的 “鼻子”。在鼻温以上的高温阶段，随过冷 度的增加，转变的孕育期缩短，转变加 快；在鼻温以下的中温阶段，随过冷度的 增加，转变的孕育期变长，转变变慢。这 是因为共析转变是扩散型相变，转变速 率是由相变驱动力和扩散系数D两个 因素综合决定的(参看第三节)。 过冷奥氏体在不同的温度区间会发 生三种不同的转变。在A1～500~C区间 发生珠光体转变，转变的产物是珠光体(P)，其硬度值较低，在11～40HRC之间；550~C～
Ms点区间发生贝氏体转变，产物是贝氏体(B)，硬度值较高在40～55HRC之间；在Ms点 以下将发生马氏体转变，得到马氏体(M)，马氏体的硬度很高，可达到60HRC以上。碳素 钢的贝氏体转变温度区间与珠光体、马氏体转变的温度区间没有严格的界限，相互之间有重叠。 一般认为过冷奥氏体有了1％的转变即为转变的开始，转变已完成99％即为转变完了。在转变开始线和转变完了线之间，还可以划出转变量为10％、50％、90％等等几条大体平行的曲线(图中以虚线表示)。转变开始线、终止线与A。线、Ms线之间将等温转变图划分成几个区域，各个区域表示组织状态及转变量与温度和时间之间的关系。从等温转变图右侧的纵坐标，还可以看出各温度下转变产物的硬度值。例如，过冷奥氏体在600~C进行等温转变，若等温时间只有1s，钢仍然处在过冷奥氏体状态；如果等温了3s，这时已有50％的奥氏体转变成珠光体，组织状态是奥氏体加珠光体各占50％；若在600~C等温7s以上，过冷奥氏体早已全部转变成珠光体，珠光体的硬度值是38HRC。如果在600~C等温3s后立即淬火，将得到50％马氏体加珠光体的组织。 (2)过冷奥氏体连续冷却转变曲线在绝大多数情况下奥氏体转变是在连续冷却的条件下进行的。如铸造、锻轧、焊接之后，一般都是采用在空气中冷却，或在坑中堆放冷却等连续冷却方式。从奥氏体状态经炉内冷却退火。或空气中冷却正火，或水中急冷淬火等热处理工艺也都是连续冷却过程。因此，研究过冷奥氏体连续冷却转变图(CCT图)，有更大的实际意义。实验测定的不同冷却条件下共析碳钢的CCT图如图10—39所示。由图可以看出，不同冷却速度下，过冷奥氏体开始转变的时间和温度不同，冷却速度越快，开始转变所需的时间越短，转变温度越低。图中还划出该钢的c曲线。与c曲线相比较，CCT图中同样性质的曲线(转变开始线，转变终了线)均位于C曲线的下方。在连续冷却条件下，共析碳钢不发生贝氏体转变。若冷却速度小于33．4~C．s叫(图中的曲线3)时，奥氏体将全部转变成珠光 一、
第六章 钢的热处理参考答案
第六章钢的热处理 习题参考答案 一、解释下列名词 答： 1、奥氏体：碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体。 过冷奥氏体：处于临界点A1以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称为过冷奥氏体。 残余奥氏体：M转变结束后剩余的奥氏体。 2、珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物。 索氏体：在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。 屈氏体：在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。 贝氏体：过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物。 马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体。 3、临界冷却速度V K：淬火时获得全部马氏体组织的最小冷却速度。 4、退火：将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一定时间后，以十分缓慢的冷却速度（炉冷、坑冷、灰冷）进行冷却的一种操作。 正火：将工件加热到A c3或A ccm以上30～80℃，保温后从炉中取出在空气中冷却。 淬火：将钢件加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，保温一定时间，然后快速冷却（一般为油冷或水冷），从而得马氏体的一种操作。 回火：将淬火钢重新加热到A1点以下的某一温度，保温一定时间后，冷却到室温的一种操作。 冷处理：把冷到室温的淬火钢继续放到深冷剂中冷却，以减少残余奥氏体的操作。 时效处理：为使二次淬火层的组织稳定，在110～150℃经过6～36小时的人工时效处理，以使组织稳定。 5、调质处理：淬火后再进行的高温回火或淬火加高温回火 6、淬透性：钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力。 淬硬性：钢在淬火后获得马氏体的最高硬度。 7、回火马氏体：过饱和的α固溶体（铁素体）和与其晶格相联系的ε碳化物组成的混合物。 回火索氏体：在F基体上有粒状均匀分布的渗碳体。 回火屈氏体：F和细小的碳化物所组成的混合物。 8、第一类回火脆性：淬火钢在250℃～400℃间回火时出现的回火脆性。 第二类回火脆性：淬火钢在450℃～650℃间回火时出现的回火脆性。 10、表面淬火：采用快速加热的方法，将工件表层A化后，淬硬到一定深度，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火法。
奥氏体转变
逆转变奥氏体 科技名词定义 中文名称：逆转变奥氏体 英文名称：reverse transformed austenite 定义：在铁素体或马氏体稳定存在的温度范围内，局部区域的铁素体或马氏体向奥氏体转变所形成的奥氏体。 应用学科：材料科学技术（一级学科）；金属材料（二级学科）；钢铁材料（三级学科）；钢铁材料基础及组织和性能（四级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 在碳钢中，淬火获得马氏体后，再次加热到奥氏体化温度应该可以获得奥氏体，这种奥氏体不能叫逆转变奥氏体。 一般材料很少提到逆变奥氏体，马氏体不锈钢或沉淀硬化不锈钢时见的可能多点。 1. 逆变奥氏体的形成(形核和长大)必须具备的条件：原生马氏体板条直到加热至稍高于Ac1点是稳定的。在略低于Ac1(As)点回火时，马氏体中过饱和的C部分以碳化物的形式在板条间界面弥散析出，使马氏体转变为回火马氏体。当回火温度升至稍高于As点时，逆变奥氏体相的核心就通过切变方式在此高Ni区直接生成，并沿板条界面纵向长大成极细的针条状逆变奥氏体。在-196℃，逆变奥氏体也是稳定的，可能因为其富集奥氏体化元素，很低的温度下也不发生转变。 2. 回火后样品中逆变奥氏体含量受两个因素控制：即高温时奥氏体转变量及其在回火冷却过程中的稳定性。As-Af之间回火时，室温得到的逆变奥氏体量随着回火温度的升高出现先增后减的趋势，中间存在最优化回火温度，能使室温逆变奥氏体量达到最大。
奥氏体在冷却时发生的组织转变，既可在恒温下进行，也可在连续冷却过程中进行，随着冷却条件的不同，奥氏体可在A1以下不同的温度发生转变，获得不同的组织。所以，冷却是热处理的关键工序，它决定着钢在热处理后的组织和性能。 在临界转变温度A1以上存在的奥氏体是稳定的，不会发生转变。但一旦冷却到A1以下，则变得不稳定，冷却时要发生组织转变。这种在临界温度以下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体称为过冷奥氏体。 研究过冷奥氏体的冷却转变行为，通常采用两种方法，一种是利用奥氏体等温转变曲线研究奥氏体在不同过冷度下的等温转变过程，另一种是利用奥氏体连续冷却转变曲线研究奥氏体在不同冷速下的连续冷却中的转变过程。 亚温区的奥氏体转变 Г.Н.Теплухин魏卓夫 【摘要】：正亚共析钢在亚温区冷却时α-相的析出过程通常看作如同平衡状态一样。这时形成的α-相数量,可根据Fe-Fe_3C平衡图用杠杆定律来估算。计算的正确性只有钢足够缓慢地冷却时才不致引起疑问。亚共析钢在实际热处理条件下(如在完全退火或均匀化退火、正火以及借助轧制加热或特殊加热的热强化时),在亚温区其冷却是被加快的。无论何时所形成的α-相数量 【关键词】：奥氏体转变亚共析钢相数量杠杆定律均匀化退火温区析出过程热处理条件完全退火平衡状态 【正文快照】： 亚共析钢在亚温区冷却时“一相的析出过程通常看作如同平衡状态一样.这时形成的。一相数量,可根据Fe一Fe:C乎衡图用杠杆定律来估算。计算的正确性只有钢足够缓慢地冷却时才不致引起疑问。亚共析钢在实际热处理条件下(如在完全退火或均匀化退火、正火以及借助轧制加热或特殊
第6章 钢的过冷奥氏体转变图
第6章钢的过冷A转变图 ?6.1 IT图 ?6.2 CT图 ?6.3 IT图与CT图的比较和应用
第6章钢的过冷A转变图 ?过冷A的冷却方式 6等温冷却→“C”曲线或IT（I sothermal T ransformation)曲 线或TTT（T i me T emperature T ransformation)曲线 6连续冷却→CT曲线（C ontinuous T ransformation)或CCT （C ontinuous C ooling T ransformation)曲线
6.1 IT 图 一、IT或TTT图的建立 6金相法： h优点：能较准确地测出转变的开始点和终了点，并能直接观 察到转变产物的组织形态、分布状况及其数量 h缺点:所得结果是不连续的，并且需大量金相试片，费时且麻 烦 6膨胀法：采用热膨胀仪，利用钢在相变时发生的比容 变化来测定 h优点：测量时间短，需要试样少，易于确定在各转变量下所 需时间，能测出过共析钢的先共析产物的析出线 h缺点：当膨胀曲线变化较平缓时，转折点不易精确测出6磁性法：利用钢中A向其它组织转变的磁性变化来测量 h优点：试样少、测试时间短、易于确定各转变产物达到一定 百分数时所需的时间 h缺点：不能测出过共析钢的先共析产物的析出线和亚共析钢P 转变的开始线
6.1 IT 图 二、IT图的分析 ×左侧区域：A不稳定区，孕育期 ×右侧区域：转变产物区 ×中间所夹区域：转变过渡区 ×左侧线：转变开始线 ×右侧线：转变终了线 ×Ms线：低温转变开始温度，开 始生成马氏体 ×Mf线：低温转变终了线 Note:孕育期如何变化？
第六章钢的热处理钢在冷却时的组织转变
第六章钢的热处理 第二节钢在冷却时的组织转变 等温冷却是奥氏体至高温快速冷至临界点________以下某一温度，保温后再冷至室温。 A．A3 B．A m C．A1 D．A cm 临界温度以上的奥氏体是稳定相，临界温度以下的则为不稳定相，所以把暂存于临界点以下的奥氏体称为________。 A．奥氏体 B．实际奥氏体 C．残余奥氏体 D．过冷奥氏体 共析钢加热到奥氏体化后，以不同的冷却方式冷却，可以获得________。A．三种组织 B．四种组织 C．五种组织 D．六种组织 过冷奥氏体的等温冷却转变过程中，转变起始线与转变终了线之间的产物均含有________。 A．过冷奥氏体 B．P C．S D．M 在过冷奥氏体向马氏体的转变过程中，下列说法正确的是________。 A．铁、碳原子均不发生扩散 B．是典型的扩散型相变 C．铁原子发生一定短距离的扩散，而碳原子则完全不能扩散 D．碳原子发生一定短距离的扩散，而铁原子则完全不能扩散 在过冷奥氏体向贝氏体的转变过程中，下列说法正确的是________。 A．铁、碳原子均不发生扩散 B．是典型的扩散型相变 C．铁原子发生一定短距离的扩散，而碳原子则不能扩散 D．碳原子发生一定短距离的扩散，而铁原子则不能扩散 在过冷奥氏体向珠光体的转变过程中，下列说法正确的是________。 A．铁、碳原子均不发生扩散 B．是典型的扩散型相变
C．铁原子发生一定短距离的扩散，而碳原子则完全不能扩散 D．碳原子发生一定短距离的扩散，而铁原子则完全不能扩散 在共析钢的珠光体等温转变区，________，则形成的________。 A．等温转变温度越低/珠光体组织片层越粗 B．等温转变温度越低/珠光体组织片层越细 C．等温转变温度越高/珠光体组织片层越薄 D．等温转变温度越高/珠光体组织片层越细 共析钢等温转变曲线上，当过冷度较小时，奥氏体将转变成________。A．珠光体组织 B．索氏体组织 C．屈氏体组织 D．贝氏体组织 在等温冷却转变曲线上，过冷奥氏体在高温区的转变产物是________。A．F B．A C．P D．M 索氏体是铁素体与渗碳体的________状的机械混合物。 A．粗片 B．细片 C．极细片 D．蠕虫 珠光体类型组织有________。 Ⅰ．P；Ⅱ．S；Ⅲ．T；Ⅳ．B；Ⅴ．M。 A．Ⅰ+Ⅱ+Ⅴ B．Ⅰ+Ⅲ+Ⅳ C．Ⅱ+Ⅲ+Ⅴ D．Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ 屈氏体是铁素体与渗碳体的________状的机械混合物。 A．粗片 B．细片 C．极细片 D．蠕虫 珠光体是铁素体与渗碳体的________状的机械混合物。 A．粗片 B．细片 C．极细片
钢的热处理要点
１．３钢的热处理 钢的热处理是指将钢在固态下进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要性能的一种工艺方法。 热处理的目的是提高工件的使用性能和寿命。还可以作为消除毛坯（如铸件、锻件等）中缺陷，改善其工艺性能，为后续工序作组织准备。 钢的热处理种类很多，根据加热和冷却方法不同，大致分类如下： 1.3.1 钢在加热时的组织转变 在Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中，共析钢加热超过ＰＳＫ线（Ａ１）时，其组织完全转变为奥氏体。亚共析钢和过共析钢必须加热到ＧＳ线（Ａ３）和ＥＳ线（Ａｃｍ）以上才能全部转变为奥氏体。相图中的平衡临界点Ａ１、Ａ３、Ａｃｍ是碳钢在极缓慢地加热或冷却情况下测定的。但在实际生产中，加热和冷却并不是极其缓慢的。加热转变在平衡临界点以上进行，冷却转变在平衡临界点以下进行。加热和冷却速度越大，其偏离平衡临界点也越大。为了区别于平衡临界点，通常将实际加热时各临界点标为Ａｃ１、Ａｃ３、Ａｃｃｍ；实际冷却时各临界点标为Ａｒ１、Ａｒ３、Ａｒｃｍ， 任何成分的碳钢加热到相变点Ａｃ１以上都会发生珠光体向奥氏体转变，通常把这种转变过程称为奥氏体化。 １．奥氏体的形成 共析钢加热到Ａｃ１以上由珠光体全部转变为奥氏体 第一阶段是奥氏体的形核与长大，第二阶段是剩余渗碳体的溶解，第三阶段是奥氏体成分均匀化。 亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程与共析钢基本相同，不同处在于亚共析钢、过共析钢在Ａｃ１稍上温度时，还分别有铁素体、二次渗碳体未变化。所以，它们的完全奥氏体化温度应分别为Ａｃ３、Ａｃｃｍ以上。 ２．奥氏体晶粒的长大及影响因素 钢在加热时，奥氏体的晶粒大小直接影响到热处理后钢的性能。加热时奥氏体晶粒细小，冷却后组织也细小；反之，组织则粗大。钢材晶粒细化，既能有效地提高强度，又能明显提高塑性和韧性，这是其它强化方法所不及的。 （１）奥氏体晶粒度 晶粒度是表示晶粒大小的一种量度。 （2）、影响奥氏体晶粒度的因素 1）加热温度和保温时间：
奥氏体在冷却时的转变
第三节奥氏体在冷却时的转变 奥氏体在冷却时发生的组织转变，既可在恒温下进行，也可在连续冷却过程中进行，随着冷却条件的不同，奥氏体可在A1 以下不同的温度发生转变，获得不同的组织。所以，冷却是热处理的关键工序，它决定着钢在热处理后的组织和性能。 在临界转变温度A1 以上存在的奥氏体是稳定的，不会发生转变。但一旦冷却到A1 以下，则变得不稳定，冷却时要发生组织转变。这种在临界温度以下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体称为过冷奥氏体。 研究过冷奥氏体的冷却转变行为，通常采用两种方法，一种是利用奥氏体等温转变曲线研究奥氏体在不同过冷度下的等温转变过程，另一种是利用奥氏体连续冷却转变曲线研究奥氏体在不同冷速下的连续冷却中的转变过程。 一、共析钢过冷奥氏体等温转变曲线 这里以金相－硬度法为例，来说明共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线的测定过程。 将共析钢制成圆形薄片试样（①10X 1.5 mm。试样被加热到临界点Ac1 以上某一温度并保温一段时间，得到均匀的奥氏体组织，然后将试样分别迅速投入到不同温度的盐浴炉中，从放入盐浴中开始计时，每隔一段时间从盐浴中取出一块试样迅速放入水中。对各试样做金相组织观察和硬度测定
就可以得出各等温温度下不同等温时间内奥氏体的转变量, 就可以得到一系列的奥氏体等温转变开始点和转变终了点。 若以等温转变温度为纵坐标，转变时间（以对数表示）为横 坐标，将所有的转变开始点连接成一条曲线（称为 等温转变 开始线）；同样，将所有的转变终了点也连成一条曲线（称 为等温转变终了线），就可以得到如所示的共析钢过 图3-1共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线图 冷奥氏体等温转变曲线。由于该曲线具有英文字母“ C' 的形状，故称 C 曲线，也称TTT （ Time Temperature Transformation ）曲线。 C 曲线上部的水平线A 是奥氏体和珠光体的平衡温度 下部的两条水平线分别表示奥氏体向马氏体转变的开始温 度 M s 和终了温度 M f 。 10 J ^7 2D Q Mf _俩匚匚二iz ___________________ 一 0.5 10 1Q 1 101 10* 何 、 时阖 lf l 用 SOW15 A-M
过冷奥氏体等温转变曲线参考模板
过冷奥氏体等温转变曲线 一、整体实验目的 1.熟悉用金相硬度法测定过冷奥氏体恒温分解动力学曲线的方法； 2.掌握过冷奥氏体在不同温度范围中恒温转变产物的特征，提高对组织的识别能力。 二、整体实验设备与材料 1.金相显微镜，热处理炉，洛氏硬度计，砂轮，抛光机 2.实验样品：T8钢 三、实验内容 1．硬度结果分析（上节课） 2．结合具体实验温度和保温时间,硬度和金相照片,叙述在本温度下随着保温时间延长奥氏体分解为珠光体的趋势和特点 （一）恒温时间为400摄氏度时，恒温组织转变为奥氏体转变为贝氏体。当恒温时间为1~10s时，常温下观察到的组织为马氏体，当恒温时间为10~100s，常温下观察到的组织为贝氏体。 如图为400℃恒温，恒温转变 原本保温时间为3s，然而根据 硬度，硬度为38.1，属于屈氏 体范围（一般的硬度为: HRC； 35-45左右，如淬火不足） 在此处的，原本应该转变为贝 氏体+马氏体（硬度值约为 62HRC左右）。然而可能因为在 保温过程当中，由于此时间过 短不易操作，所以导致回火。 所以硬度很小 图（1）实验 T8 金相组织图恒温400 恒温时间3s
图（2）百度钢T12 回火屈氏体组织图 500 X 图（3）实验 T8 金相组织图恒温400 恒温时间3s 手机拍摄 实验分析：正常情况下，随恒温时间增长，开始产生贝氏体。硬度会逐渐降低，但是尤其此样品硬度值为突降，故并不是贝氏体，且硬度值范围在屈氏体范围内。通过对比回火曲氏马氏体组织图，可以发现近乎相同。故，可以判断此样品在常温时转变成为了回火屈氏体。 （二）恒温时间为600摄氏度。当未发生转变时，组织全部为马氏体，硬度值很高而且平稳，变化不大。当等温转变有转变产物形成时，由于高温和中温转变组织（如珠光体及贝氏体等）的硬度都低于马氏体，因此硬度下降。 如图（4），此时为恒温温度 600摄氏度，恒温时间为60s 的金相组织。根据硬度，以 及硬度随保温时间变化的曲 线可以分析得到，在60s的 时候，几乎奥氏体都已经分 解，并且转换，由于保温时 间较长，此时均为索氏体。 （硬度为27HRC，属于索氏 体硬度范围即30HRC左右）
钢在冷却时的转变
1/1 钢在冷却时的组织转变常识钢进行热处理冷却的目的是获得所需要的组织和性能，这需要通过采用不同冷却方式来实现。冷却方式不同转变的组织也不同，性能差异较大。奥氏体冷却至A1以下温度时将发生组织转变（A1温度以下还存在的不稳定奥氏体通常称过冷奥氏体）。钢的冷却方式分为等温冷却和连续冷却。 等温冷却的组织转变形式 1.奥氏体的等温转变对过冷奥氏体（即：奥氏体在A1线以上是稳定相，当冷却到A1线以下还未转变 的奥氏体）经过一段时间的等温保持后转变为稳定的新相。这种转变过程就称为奥氏体的等温转变。 2.等温冷却转变钢经奥氏体化后迅速冷却至临界点Ar1或Ar3)线以下，等温保持时过冷奥氏体发生的转 变。 等温冷却的组织转变产物与性能 1.A1～550℃也称高温转变，获片状珠光体型（F+P）组织，按转变温度由高到低的顺序，转变产物分别 为珠光体、索氏体、托氏体；片层间距由粗到细，趋势是：片层间距越小，塑性变形阻力越大，强度和硬度越高 1)A1～650℃获粗片状珠光体金相组织 2)650～600℃获细片状索氏体金相组织 3)600～550℃获极其细片状的托氏体金相组织 2.550℃～M S 也称中温转变，获贝氏体型组织（过饱和的铁素体和碳化物组成，有上贝氏体和下贝氏体之 分。） 1)550～350℃获羽毛状上贝氏体金相组织 2)550℃～M S获黑色针状下贝氏体金相组织（这种组织强度和韧性都较高） 3.M S线温度以下连续冷却时，过冷奥氏体发生转变获得马氏体组织，马氏体内的含碳量决定着马氏体的强 度和硬度，总的趋势是随着马氏体含碳量的提高，强度与硬度也随之提高；高碳马氏体硬度高、脆性大，而低碳马氏体具有良好的强度和韧性。 连续冷却的组织转变过冷奥氏体在一个温度范围内，随温度连续下降发生组织转变。连续冷却有炉冷、空冷、油冷、水冷四种最为常用的连续冷却方式 1)炉冷冷速约10℃/min，产生新相为珠光体，如退火的冷却 2)空冷冷速约10℃/s，产生新相为索氏体，如正火的冷却 3)油冷冷速约150℃/s，产生新相为托氏体+马氏体，如油淬 4)水冷冷速约600℃/s，产生新相为残余奥氏体+马氏体，如水淬（残余奥氏体的存在降低了淬火 钢的硬度和耐磨性，也会因零件在使用过程中残余奥氏体会继续转变为马氏体，从而使工件变形； 一些重要精密的零件通常会通过把淬火后的工件冷却到室温以下并继续冷却到－80～－50℃来减少残余奥氏体含量的存在）。
过冷奥氏体恒温转变综合动力学曲线测定
过冷奥氏体恒温转变综合动力学曲线测定
过冷奥氏体恒温转变综合动力学曲线测定 综合实验说明：本实验为综合设计分析实验，7学时，是《材料科学基础实验》（27学时）的一部分，为配合材料物理专业必修课《材料科学基础》而设定。课程负责人：龙毅，执笔：叶荣昌 本实验以T8钢为研究对象，通过将必须数量的、具有一定大小尺寸的薄试样加热到钢的临界点以上，经保温达到充分奥氏体化，然后，分别转入温度低于A1线的不同温度的等温炉内，进行不同时间的等温停留，使过冷奥氏体在不同温度下进行不同程度的分解。测定奥氏体的组织转变量，以确定奥氏体开始分解（约5%的转变量）、转变50%及转变终了（约有5%未转变）的时间，并由此获得一系列数据，描绘出钢的C曲线。 由于当试样开始转变或转变接近终了时，转变量很难确定，因此，配合采用硬度法，在试样上测量洛氏硬度。当未发生转变时，组织全部为马氏体，硬度值很高而且平稳，变化不大。当等温转变有转变产物形成时，由于高温和中温转变组织（如珠光体及贝氏体等）的硬度都低于马氏体，因此硬度下降。随着转变量增加，硬度值不断下降，直至转变完了，硬度值趋于平稳。 金相硬度法是测定过冷奥氏体等温转变曲线最准确的方法，而且可以直接观察到不同等温条件下转变产物的组织形态和数量，这是其它方法所不能代替的。但是，由于金相硬度法需用试样数量较多，实验工作量大，因此，本实验采取分工协作的方式，将全班同学交叉分成六个小组,每组的保温温度相同，保温时间不同。首先，每个同学观测不同等温温度、不同等温时间处理所得显微组织，描绘出所观察到的金相组织，注明组织特征和相对量，并给出各自试样的硬度值；接着，各小组将本组样品叠加后观察奥氏体转变量随保温时间的变化；然后，各小组综合数据，绘出各等温温度下的硬度与保温时间的关系曲线，并分析结果；最后，全班数据综合，将不同温度下奥氏体转变相同的点连接起来，建立C曲线，并分析结果。 本实验的顺利完成依赖于每一位同学的努力，个人实验结果的好坏对最终的综合数据具有直接影响，因此，通过这一实验不仅可以培养同学们动手实践能力与综合分析问题、解决问题的能力，而且，还可以培养同学们在一个课题研究中相互分工与团结协作的能力。 一、实验目的
第五章钢在冷却时的转变 2
编号：QMSD/JWC-13-10 江苏省技工学校教案首页 课题§5－2钢在冷却时的转变 教学目的、要求： 了解钢在冷却时的组织转变 教学重点、难点： 过冷奥氏体的等温转变。 授课方法：讲解、练习 教学参考及教具（含电教设备）：挂图、配套教参、电子教案 授课执行情况及分析：2教时 本节内容学生不易理解，还需讲解得更浅显、形象 板书设计或授课提纲
【导入】 复习1、热处理概念2、钢的热处理方法 3、热处理工艺 【新授】§5－2 钢在冷却时的转变 钢经加热获得奥氏体组织后，在不同的冷却条件下冷却，可使钢获得不同的力学性能。 在热处理工艺中，常采用等温转变和连续冷 却转变两种冷却方式。其工艺曲线如图6-5所示。 等温转变是将奥氏体化的钢迅速冷却到A l以下某一 温度保温，使奥氏体在此温度发生组织转变，如图 6-5曲线2。连续冷却转变是将奥氏体化的钢从高温 冷却到室温，让奥氏体在连续冷却条件下发生组织 转变，如图6-5曲线1。 一、过冷奥氏体的等温转变 在共析温度以下存在的奥氏体称为过冷奥氏体。 表示过冷奥氏体的转变温度、转变时间与转 变产物之间的关系曲线图称为等温转变图。 等温转变图的建立 奥氏体等温转变图是用实验方法建立的。 下面以共析钢为例来说明等温转变图的建立。 测出过冷奥氏体等温转变开始和终了的时间，把它们记在时间-温度的坐标图上，然后分别连接各开始转变点（a点）和转变终了点(b点)，得到如图6-6所示的曲线图，这一曲线图称为奥氏体等温转变图。亦称为C曲线。 在等温转变图的下方有两条水平线，Ms线为过冷奥氏体向马氏体转变的开始线，约230℃；M f线为过冷奥氏体向马氏体转变终了线，约-5O℃。在C曲线拐弯处(约550℃,俗称“鼻尖”)孕育期最短，此时奥氏体最不稳定，最容易分解。 过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能 在Ms点以上，可发生以下两种类型的转变: 珠光体型转变