钢连续冷却转变图CCT曲线的测定
钢连续冷却转变图CCT曲线的测定(精)
材料加工测定实验一钢连续冷却转变图(CCT 曲线的测定一. 实验目的1. 了解钢的连续冷却转变图的概念及其应用;2. 了解钢的连续冷却转变图的测量方法特别是热膨胀法的原理与步骤;3. 利用热模拟仪观察钢在加热及冷却中的相变并测量临界点;4. 建立钢的连续冷却转变图(CCT 曲线。
二. 实验原理当材料在加热或冷却过程中发生相变时, 若高温组织及其转变产物具有不同的比容和膨胀系数, 则由于相变引起的体积效应叠加在膨胀曲线上, 破坏了膨胀量与温度间的线性关系, 从而可以根据热膨胀曲线上所显示的变化点来确定相变温度。
这种根据试样长度的变化研究材料内部组织的变化规律的称为热膨胀法 (膨胀分析。
长期以来,热膨胀法已成为材料研究中常用的方法之一。
通过膨胀曲线分析,可以测定相变温度和相变动力学曲线。
钢的密度与热处理所得到的显微组织有关。
钢中膨胀系数由大到小的顺序为:奥氏体〉铁素体〉珠光体〉上、下贝氏体〉马氏体; 比容则相反, 其顺序是:马氏体〉铁素体〉珠光体〉奥氏体〉碳化物(但铬和钒的碳化物比容大于奥氏体。
从钢的热膨胀特性可知, 当碳钢加热或冷却过程中发生一级相变时, 钢的体积将发生突变。
过冷奥氏体转变为铁素体、珠光体或马氏体时,钢的体积将膨胀;反之,钢的体积将收缩。
冷却速度不同,相变温度不同。
图 1-1为 40CrMoA 钢冷却时的膨胀曲线。
不同的钢有不同的热膨胀曲线。
图 1-140CrMoA 钢冷却时的膨胀曲线连续钢连续冷却转变 (ContinuousCooling Transformation 曲线图,简称 CCT 曲线, 系统地表示冷却速度对钢的相变开始点、相变进行速度和组织的影响情况。
钢的一般热处理、形变热处理、热轧以及焊接等生产工艺,均是在连续冷却的状态下发生相变的。
因此 CCT 曲线与实际生产条件相当近似,所以它是制定工艺时的有用参考资料。
根据连续冷却转变曲线, 可以选择最适当的工艺规范,从而得到恰好的组织, 达到提高强度和塑性以及防止焊接裂纹的产生等。
含Ti系TRIP钢静态CCT曲线测定及分析
２ 试样 制备与 试验方 法
试 验 钢 的主要 化学 成分 见表 １。
表 １ 试 验 钢 的 化 学 成 分 （质 量 分 数 ）％
Ｃ
Ｓｉ
Ｍｎ
Ｐ
Ｓ
Ｔｉ
≤０．２５ ≤２．０ ≤２．０ ≤０．Ｏ３ ≤Ｏ．Ｏ１ ≤０．２
试 验 钢 经 真 空 感 应 电炉 熔 炼 后 铸 造 成 ２００ ｋｇ 的铸 锭 ，然后 锻 造 成 横 截 面 尺 寸 为 ６０ ｍｍ ×６０ ｍｍ 的锻坯 ，加热至 １ ２００℃并保温 ２ ｈ后 ，使用实验室
３试 验 钢 静 态 ＣＣＴ曲 线
析 出 和 贝 氏体 的转 变使 得 周 围奥 氏体 富碳 所致 。； 临 界转 变 温度 Ａ ６９８℃ 、Ａ￣＝９０２ ｏＣ。可 以看 出 ，由 于 试验 钢 中碳 的 质量 分 数 与共析 成 分点 相差 较 大 ，
３ 试 验结 果及分 析
３．１ ＣＣＴ曲 线
采 用切 线法 对 热膨 胀 曲线进 行 分析 处理 ，其 理 论依据如下 ：同一种结构 的相 ，在随着温度升高发 生热膨胀效应时 ，其热膨胀率是一定 的；当发生相 变时 ，热膨胀率发生变化 ，且高温相 比低温相 的热 膨胀 率 大 。 因此 ，膨 胀 曲线 发生 斜率 改 变 的点 即为 相变开始或结束点 。同时结合金相分析结果 ，确定 相变类型和相变点。最后 以温度为纵坐标 、时间对 数为横坐标 ，将相同性质的相变开始点和相变终止 点 分别 连 成 曲线 ，并 标 明最 终 的组 织 ，从 而 得 到试 验钢静态 ＣＣＴ曲线如图 １所示 。其中 ， 为马 氏体 转变开始点 ；尬为马氏体转变结束 点 ；Ａ Ａ 为冷 却时的实际临界温度 ；冷却曲线最下端数字为对应 冷 速 。
材料加工测定-CCT曲线绘制
材料加工测定实验一钢连续冷却转变图（CCT曲线）的测定一．实验目的1．了解钢的连续冷却转变图的概念及其应用；2．了解钢的连续冷却转变图的测量方法特别是热膨胀法的原理与步骤；3．利用热模拟仪观察钢在加热及冷却中的相变并测量临界点；4．建立钢的连续冷却转变图（CCT曲线）。
二．实验原理当材料在加热或冷却过程中发生相变时，若高温组织及其转变产物具有不同的比容和膨胀系数，则由于相变引起的体积效应叠加在膨胀曲线上，破坏了膨胀量与温度间的线性关系，从而可以根据热膨胀曲线上所显示的变化点来确定相变温度。
这种根据试样长度的变化研究材料内部组织的变化规律的称为热膨胀法（膨胀分析）。
长期以来，热膨胀法已成为材料研究中常用的方法之一。
通过膨胀曲线分析，可以测定相变温度和相变动力学曲线。
钢的密度与热处理所得到的显微组织有关。
钢中膨胀系数由大到小的顺序为：奥氏体〉铁素体〉珠光体〉上、下贝氏体〉马氏体；比容则相反，其顺序是：马氏体〉铁素体〉珠光体〉奥氏体〉碳化物（但铬和钒的碳化物比容大于奥氏体。
从钢的热膨胀特性可知，当碳钢加热或冷却过程中发生一级相变时，钢的体积将发生突变。
过冷奥氏体转变为铁素体、珠光体或马氏体时，钢的体积将膨胀；反之，钢的体积将收缩。
冷却速度不同，相变温度不同。
图1-1为40CrMoA钢冷却时的膨胀曲线。
不同的钢有不同的热膨胀曲线。
图1-1 40CrMoA钢冷却时的膨胀曲线连续钢连续冷却转变(Continuous Cooling Transformation)曲线图，简称CCT 曲线，系统地表示冷却速度对钢的相变开始点、相变进行速度和组织的影响情况。
钢的一般热处理、形变热处理、热轧以及焊接等生产工艺，均是在连续冷却的状态下发生相变的。
因此CCT曲线与实际生产条件相当近似，所以它是制定工艺时的有用参考资料。
根据连续冷却转变曲线，可以选择最适当的工艺规范，从而得到恰好的组织，达到提高强度和塑性以及防止焊接裂纹的产生等。
Nb-V 微合金钢 CCT 曲线的测定及分析
Nb-V微合金钢CCT曲线的测定及分析许文喜杨德伦伍万飞霍俊（马鞍山钢铁有限公司营销中心安徽马鞍山243000）摘要：本文借助Thermo-Calc软件计算平衡条件下Nb-V微合金钢平衡相状态图，并通过热膨胀仪测定Nb-V微合金钢连续冷却转变曲线（CCT曲线），研究实验钢冷却速度的变化对室温显微组织及显微硬度的影响规律。
实验结果表明：当冷速小于0.5℃/s时，实验钢转变产物为“先共析铁素体+珠光体”混合组织；冷速增加到0.5℃/s时，有少量的贝氏体产生，贝氏体开始发生转变；当冷却速度达到4℃/s时，开始发生马氏体转变；随着冷速增加至4.5℃/s时，铁素体和珠光体组织转变基本消失，仅发生贝氏体和马氏体组织转变，且随着冷却速度增加，室温组织主要以马氏体为主；随着冷却速度的增加，实验钢的硬度值呈逐渐升高的趋势。
关键词：Nb-V微合金钢析出相冷却速度膨胀法CCT曲线中图分类号：TG142.1文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)01(c)-0029-05随着科技水平的提高，微合金元素在低合金钢中的强韧化机理研究越来越深入，微合金元素的应用也越来越广泛，合金元素对钢的品种开发具有深刻影响。
合金元素V主要以碳、氮的形式存在于基体和晶界中，能抑制晶粒生长和沉淀强化［1］。
合金元素Nb元素可通过固溶抑制或沉淀机制有效抑制高温奥氏体的再结晶，使含铌钢在轧制时采用控轧控冷工艺能够显著增加材料的机械性能。
要想利用合金元素的特性，充分发挥钢中微合金化元素在材料中的作用，就需要合理进行热处理，控制轧制后的冷却工艺。
微合金钢热处理过程中，奥氏体化温度的选择对微合金元素能否发挥其特性，提高钢的性能起到关键作用［2］。
而材料不同的冷却方式和冷却速度对产品最终组织和性能却产生决定性的影响，因此，微合金钢冷却转变规律的研究显得尤为重要［3］。
通过对钢的CCT曲线测绘，可以直观了解到冷却速度对应的组织及硬度关系。
CCT曲线对实际工业生产微合金钢的组织及性能控制具有重要意义。
27SiMn钢CCT曲线的测定
27Si Mn钢CCT曲线的测定y王凤香,简 方,冯 岩(内蒙古包钢钢联股份有限公司无缝钢管厂,内蒙古 包头 014010)摘 要:在Gleeble1500D热模拟机上利用膨胀法测定了27SiMn钢在不同冷却速度下连续冷却转变的膨胀曲线,获得了该钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),利用蔡司显微镜观察了不同冷速下试样的金相组织,借助莱卡硬度计测定了各试样的显微硬度值。
随着冷却速度增加,硬度值越来越大。
通过对CC T曲线的分析为生产工艺的制定提供了一定的实验依据。
关键词:27SiMn钢;连续冷却转变曲线;冷却速度;组织;硬度中图分类号:TG115 文献标识码:B 文章编号:1009-5438(2007)02-0026-04Determination of CCT Curves of27SiMn SteelWANG Feng-xiang,JIAN fang,FENG Yan(Seamless Pipe Plant o f Steel Union Co.Ltd.o f Baotou Steel(Group)Corp.,Baotou014010,Nei Monggol,China)Abstract:Using the Gleeble1500D thermal si mulation machi ne,the CCT curve of27Si Mn steel is obtained by measuring the different expanding curves of the continuous cooling transformation in the different cooling rate.The metallographic microstructures of different cooling veloci ty are observed by ZEISS microscope,and the microhardness of testing sample is measured by the LaiKa microhardness tester.As the cooling rate increases,the hardness i ncreases.The CCT curve provides the experimental reference to make the production craft.Key words:27SiMn steel;continuous cooling transformation curve;cooling rate;microstructure;hardness27SiMn钢液压支柱用热轧无缝钢管是液压设备缸、柱的母材,广泛应用于煤矿、大型机械等多种行业,要求钢管具有良好的机械性能、内外表面质量、壁厚均匀,有较高的强度与韧性,钢管的控制轧制和控制冷却工艺在热轧钢管生产中得到普遍采用,它结合了形变强化和相变强化,能极大程度地提高钢管的性能[1]。
cct曲线的测定
材料加工测定实验一钢连续冷却转变图（CCT曲线）的测定一．实验目的1．了解钢的连续冷却转变图的概念及其应用；2．了解钢的连续冷却转变图的测量方法特别是热膨胀法的原理与步骤；3．利用热模拟仪观察钢在加热及冷却中的相变并测量临界点；4．建立钢的连续冷却转变图（CCT曲线）。
二．实验原理当材料在加热或冷却过程中发生相变时，若高温组织及其转变产物具有不同的比容和膨胀系数，则由于相变引起的体积效应叠加在膨胀曲线上，破坏了膨胀量与温度间的线性关系，从而可以根据热膨胀曲线上所显示的变化点来确定相变温度。
这种根据试样长度的变化研究材料内部组织的变化规律的称为热膨胀法（膨胀分析）。
长期以来，热膨胀法已成为材料研究中常用的方法之一。
通过膨胀曲线分析，可以测定相变温度和相变动力学曲线。
钢的密度与热处理所得到的显微组织有关。
钢中膨胀系数由大到小的顺序为：奥氏体〉铁素体〉珠光体〉上、下贝氏体〉马氏体；比容则相反，其顺序是：马氏体〉铁素体〉珠光体〉奥氏体〉碳化物（但铬和钒的碳化物比容大于奥氏体。
从钢的热膨胀特性可知，当碳钢加热或冷却过程中发生一级相变时，钢的体积将发生突变。
过冷奥氏体转变为铁素体、珠光体或马氏体时，钢的体积将膨胀；反之，钢的体积将收缩。
冷却速度不同，相变温度不同。
图1-1为40CrMoA钢冷却时的膨胀曲线。
不同的钢有不同的热膨胀曲线。
图1-1 40CrMoA钢冷却时的膨胀曲线连续钢连续冷却转变(Continuous Cooling Transformation)曲线图，简称CCT 曲线，系统地表示冷却速度对钢的相变开始点、相变进行速度和组织的影响情况。
钢的一般热处理、形变热处理、热轧以及焊接等生产工艺，均是在连续冷却的状态下发生相变的。
因此CCT曲线与实际生产条件相当近似，所以它是制定工艺时的有用参考资料。
根据连续冷却转变曲线，可以选择最适当的工艺规范，从而得到恰好的组织，达到提高强度和塑性以及防止焊接裂纹的产生等。
高铬锻钢轧辊CCT曲线的测定及其结果分析
高铬锻钢轧辊CCT曲线的测定及其结果分析夏新蕊;黄斌斌【摘要】利用LINSEIS R.I.T.A L78淬火式膨胀仪,测定了高铬锻钢轧辊在1 030℃奥氏体化后以不同速率冷却时的相变膨胀曲线,采用膨胀法结合金相检验和硬度测试测定了高铬锻钢轧辊的临界点温度,用Origin软件绘制了高铬锻钢轧辊的连续冷却转变(CCT)曲线,并对其结果进行了分析.结果表明:高铬锻钢轧辊的CCT曲线上存在珠光体、贝氏体和马氏体3个相变区,且这3个相变区完全分离;当冷却速率≥1℃·s-1时,组织为单一马氏体相变组织,且马氏体转变开始温度Ms随着冷却速率的增大而降低.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2018(054)012【总页数】3页(P897-899)【关键词】高铬锻钢轧辊;CCT曲线;显微组织;显微硬度【作者】夏新蕊;黄斌斌【作者单位】中钢集团邢台机械轧辊有限公司,邢台054000;轧辊复合材料国家重点实验室,邢台054000;中钢集团邢台机械轧辊有限公司,邢台054000;轧辊复合材料国家重点实验室,邢台054000【正文语种】中文【中图分类】TG142.1锻钢冷轧辊主要用于冷轧板材的轧制，在轧制过程中轧辊的服役条件比较苛刻。
同时，冷轧板材的质量要求较高，为了保证冷轧板材的质量，必须提高冷轧工作辊的性能，如高而均匀的硬度和淬硬层深度、高的耐磨性以及抗事故能力等，这在很大程度上取决于热处理工艺。
连续冷却转变(CCT)曲线在轧辊的热处理工艺中具有重要作用，为此笔者对高铬锻钢轧辊的CCT曲线及其组织转变进行了研究，为优化生产工艺、提高轧辊性能提供基础数据。
1 试样制备与试验方法试验材料为高铬锻钢轧辊，其化学成分(质量分数/%)为：0.99C，0.71Si，0.25Mn，0.006P，0.003S，9.80Cr，0.79Ni，0.63Mo，0.35V；原始显微组织为珠光体+碳化物。
试样尺寸为φ3 mm×10 mm。
65Mn钢奥氏体连续冷却转变曲线_CCT图_
第13卷 第3期2005年6月材 料 科 学 与 工 艺MATER I A LS SC I ENCE &TECHNOLOGYVol 113No 13June,200565M n 钢奥氏体连续冷却转变曲线(CCT 图)李红英,耿进锋,龚美涛,张宇航(中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410083)摘 要:利用膨胀法结合金相———硬度法,在Gleeble -1500热模拟机上测定了65Mn 钢的临界点A r 1、A r 3、Ac 1和Ac 3以及M s;测定了该钢在不同冷却速度下连续冷却时的膨胀曲线,获得了该钢的连续冷却转变曲线(CCT 曲线);研究了65Mn 钢连续冷却过程中奥氏体转变过程及转变产物的组织和性能,大致确定了避免网状铁素体、贝氏体以及魏氏组织铁素体的冷却速度,找出了生产65M n 钢盘条的控冷速度范围,为生产实践和新工艺的制定提供了参考依据.关键词:65Mn 钢;热模拟;膨胀法;金相-硬度法;连续冷却转变曲线中图分类号:TG15112TG15113文献标识码:A文章编号:1005-0299(2005)03-0302-03Con ti n uous cooli n g tran sfor ma ti on curve of undercooli n g austen ite about 65M nL I Hong -ying,GENG J in 2feng,G ONG Mei 2tao,Z HANG Yu 2hang(School of M aterials Science and Eengineering Central South University,Changsha 410083,China )Abstract:By dilat ometric change referencing m icr oscop ic test and hardness measure ment,the critical point at A r 1,A r 3,Ac 1and Ac 3al ong with M s of 65Mn steel is deter m ined in Gleeble -1500ther mal mechanical si m u 2late .By measuring the different expanding curves of Continuous Cooling Transf or mati on CCT diagra m is ob 2tained .Mor phol ogy of p r oducti on with mechanical p r operty and transfor mati on of austenite are analysed .The cooling rates which avoide generating reticular ferrite,bainite and W idmanstaten structure ferrite are deter 2m inded .W e find the range of p r oper contr ol -cooling rate about 65Mn r olled steel wire .A ll those p r ovid the references for p r oductive p ractice and establishing ne w technics .Key words:65Mn steel,ther mal mechanical si m ulate,dilat ometric test,metall ographic analysis -hardness measure ment,continuous cooling transf or mati on curve收稿日期:2003-08-17.作者简介:李红英(1963-),女,教授. 弹簧是各种机械和仪表中的重要零件,其主要作用是储存弹性应变能和减轻震动与冲击.由于弹簧一般在动负荷(反复弯曲应力或反复扭转应力)的条件下使用,故要求弹簧钢必须是有高的弹性极限σe ,高的屈服强度σs 、抗拉强度σb 、高的屈强比σs /σb 以及高的疲劳性能,并有足够的塑性和韧性,较好的淬透性和低的脱碳敏感性,以便于在冷热状态下易于成型及热处理后获得所需的性能.65Mn 钢具有淬透性能较好、强度较高等优点,用于制造弹簧,应用广泛.为了在控轧控冷后获得稳定的组织和性能,为制订此钢的塑性加工和热处理工艺提供依据,亟需研究此钢的CCT 图,但到目前为止,此钢只有TTT 图和粗略的CCT 图.为此作者细致地测定了65Mn 钢的连续冷却转变曲线(CCT ),并观测了不同冷却速度下转变产物的显微组织和硬度.1 转变动力学曲线-CCT 图的测定111 试验方法试验原料采用以连铸-控轧控冷工艺生产的65Mn 钢盘条经车削加工成φ6mm ×10mm 和φ4mm ×8mm 两种规格的试样.采用φ4×8mm 的试样测高速冷却膨胀曲线时,其他冷却速度采用φ6×10mm 试样.采用膨胀法结合金相硬度法[1～3]测定钢的CCT曲线:首先在Gleeble-1500热模拟机上测定试样的膨胀曲线.为使加热温度接近65Mn钢的开轧温度,试样的奥氏体化温度选用940℃(在2m in 内将试样加热至此温度),保温12m in.以0105℃/ s的冷却速度将奥氏体化后的试样连续冷却,测得降温膨胀曲线,并在其上确定A r1、A r3.以0105℃/s的加热速度将钢加热至940℃,测得升温膨胀曲线,在曲线上确定其临界点Ac1和Ac3.以喷水冷却(冷却速度约400℃/s)测定其M s点.分别以12种不同的冷却速度(0105～35℃/s)将试样冷却,获取其膨胀曲线,再由膨胀曲线确定相变温度.然后用金相显微镜分析转变后的显微组织.最后,测定试样的维氏硬度.112 试验结果11211 65Mn钢的临界点65Mn钢临界点的测定结果为A r1,710℃;A r3,730℃,Ac1,714℃;Ac3,743℃;M s,275℃.11212 CCT图根据不同冷却速度膨胀曲线上的拐点(切点或极值点),结合金相组织,可以确定相变温度,如表1所示.将表1中的相变点用坐标的形式绘制到温度-时间半对数坐标上,用连线法将各物理意义相同的点连接起来,同时在该坐标上标出Ac1、Ac3和Ms,即可以绘出CCT图,如图1所示.图1中,冷却曲线旁的数字为冷却速度;冷却曲线下端的数字为以此速度冷却后试样(即最终转变产物)的维氏硬度值(H V3).图1 65Mn钢奥氏体连续冷却转变曲线(CCT图)表1 不同冷却速度下的相变温度冷却速度℃/s A→F开始A→P开始A→P终止A→B开始A→B终止金相组织010*******---F+P+S(少量) 011725700686--F+P+S(少量)+T 015680622551--F+P+S+T1650590525--F+P+S+T215640577515515515F+P+S+T+B(少量) 5635574550550500F+P(少量)+S+T+B 10600570528528470F+S+T+B15585565509509437F+S+T+B20-550515515430S+T+B+M(少量) 25-520509509425T+B+M30-530500500420T+B+M35-485485485418T+B+M直接水冷-----M+B(少量)+A 由CCT图可知,当65Mn钢奥氏体以不同速度连续冷却时,有先共析铁素体的析出(A→F)和珠光体转变(A→P)、贝氏体转变(A→B)及马氏体转变(A→M).当冷却速度小于215℃/s,转变产物为铁素体和珠光体(F+P),当冷却速度为215℃/s,开始出现贝氏体(B),当冷却速度为215～15℃/s时转变产物为铁素体、珠光体和贝氏体(F+P+B),当冷却速度为15～20℃/s时转变产物是珠光体和贝氏体(P+B),当冷却速度大于20℃/s时有马氏体转变发生;直接水冷(速度约400℃/s)时,转变产物主要为马氏体.2 比较分析将作者测得的65Mn钢的CCT图与TTT图及已有的CCT图作如下比较:211 CCT图与TTT图比较已经测出的65Mn钢过冷奥氏体等温转变曲线(TTT图)有多个[4].由于所用试样的化学成分和奥氏体化工艺的差别,不同测试者可获得不同的结果,但大同小异,典型的TTT图如图2所示[5].该图与作者所测得的CCT图(图1)比较,发现过冷奥氏体连续冷却转变曲线不像等温转变曲线那样呈完整的“C”字形曲线,CCT图只有一部分“C”字显现出来(在图1中,贝氏体转变的曲线仅显现一部分);如果将连续冷却转变曲线和等温转变曲线叠绘在同一个温度-时间半对数坐标系中进行对比,将可以发现连续冷却转变曲线位于等温转变曲线的右下方.212 所测的CCT图与文献已有CCT图的比较张羊换,刘宗昌等测定的65Mn钢的CCT曲・33・第3期李红英,等:65Mn钢奥氏体连续冷却转变曲线(CCT图)线[6,7],如图3所示,与作者测得的曲线相比,最大的不足是既没有先共析铁素体的析出区,也没有贝氏体的转变区,较粗略.另外,图3所示的CCT 图是在奥氏体化温度800℃的条件下测得的,对65Mn 钢零件的热处理等有一定的指导作用,但对冶金厂控轧控冷工艺的制定缺乏直接的指导意义.213 5M n 钢过冷奥氏体转变产物部分冷却速度下得到的转变产物的金相组织如图3所示.由图4可知,65Mn 钢在不同冷却速度下的显微组织具有如下特点:当冷却速度(a )冷却速度为0105℃/s (b )冷却速度为015℃/s (c )冷却速度为215℃/s (d )冷却速度为10℃/s (e )冷却速度为15℃/s (f )冷却速度为20℃/s (g )冷却速度为35℃/s (h )直接喷水冷却图4 65Mn 钢连续冷却转变后的金相组织≤015℃/s 时,较厚的先共析铁素体的形貌几乎呈连续网状;当冷却速度为015℃/s 时,网状铁素体不明显,但仍有局部区域铁素体呈网状,并出现索氏体;当冷却速度在015～15℃/s 之间的铁素体则断断续续分布于原奥氏体晶界;当冷却速度≥215℃/s 时开始出现贝氏体组织,贝氏体组织既有板条状,也有粒状;当冷却速度为10℃/s 时,转变产物为:铁素体+索氏体+屈氏体+贝氏体,有些铁素体呈魏氏组织形貌,有些屈氏体为针状,贝氏体为粒状;当冷却度速大于15℃/s 时,铁素体开始消失;当冷却速度为20℃/s 时出现针状马氏体;当冷却速度为25～35℃/s 时,转变产物为屈氏体,贝氏体和马氏体.直接水冷的显微组织主要为针状马氏体,也有少量板条状贝氏体和残余奥氏体.3 结 论1)用膨胀法结合金相———硬度法测得了65Mn 的CCT 图,为这种钢的加工热处理特别是控轧控冷工艺的制订提供了依据.2)根据CCT 图和不同冷却速度下的显微组织照片可知,当冷却速度比较低时,铁素体呈网状,当冷却速度大于215℃/s 时,会出现贝氏体,当冷却速度为10℃/s 时,有些铁素体呈魏氏组织形貌,这些组织都可能降低65Mn 钢的塑性加工性能和使用性能.3)为了避免网状铁素体、贝氏体、魏氏组织铁素体的出现,对于控轧控冷65Mn 钢盘条而言,冷却速度以控制在015～215℃/s 为宜.参考文献:[1]韩德伟.金相技术基础[M ].长沙:中南工业大学出版社,1981.[2]花桂泰,杨胜蓉.Y B /T 5127-93钢的临界点测定方法(膨胀法)[M ],北京:中国标准出版社,1997.[3]杨胜蓉.Y B /T 5129-93钢的连续冷却转变曲线图的测定方法(膨胀法)[M ].北京:中国标准出版社,1997.[4]张世中.钢的过冷奥氏体转变曲线图集[M ].北京:冶金工业出版社,1993.[5]热处理手册编委会.热处理手册(第四分册)[M ].北京:机械工业出版社,1978.[6]刘宗昌,张羊换,任慧平.65M n 钢CCT 曲线及园锯片淬火工艺[J ].金属热处理,1994,(11):8-11.[7]张羊换,刘宗昌.65Mn 钢CCT 曲线及组织性能研究[J ].包头钢铁学院学报,1994,13(3):35.(编辑 张积宾)・403・材 料 科 学 与 工 艺 第13卷 。
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材料加工测定
实验一钢连续冷却转变图(CCT曲线的测定
一. 实验目的
1.了解钢的连续冷却转变图的概念及其应用;
2.了解钢的连续冷却转变图的测量方法特别是热膨胀法的原理与步骤;
3.利用热模拟仪观察钢在加热及冷却中的相变并测量临界点;
4.建立钢的连续冷却转变图(CCT曲线。
二. 实验原理
当材料在加热或冷却过程中发生相变时, 若高温组织及其转变产物具有不同的比容和膨胀系数, 则由于相变引起的体积效应叠加在膨胀曲线上, 破坏了膨胀量与温度间的线性关系, 从而可以根据热膨胀曲线上所显示的变化点来确定相变温度。
这种根据试样长度的变化研究材料内部组织的变化规律的称为热膨胀法(膨胀分析。
长期以来,热膨胀法已成为材料研究中常用的方法之一。
通过膨
胀曲线分析,可以测定相变温度和相变动力学曲线。
钢的密度与热处理所得到的显微组织有关。
钢中膨胀系数由大到小的顺序为:奥氏体〉铁素体〉珠光体〉上、下贝氏体〉
马氏体; 比容则相反, 其顺序是:马氏体〉铁素体〉珠光体〉奥氏体〉碳化物(但铬和钒的碳化物比容大于奥氏体。
从钢的热膨胀特性可知, 当碳钢加热或冷却过程中发生一级相变时, 钢的体积将发生突变。
过冷奥氏体转变为铁素体、珠光体或马氏体时,钢的体积将膨胀;反之,钢的体积将收缩。
冷却速度不同,相变温度不同。
图1-1为40CrMoA 钢冷却时的膨胀曲线。
不同的钢有不同的热膨胀曲线。
图1-140CrMoA 钢冷却时的膨胀曲线
连续钢连续冷却转变(ContinuousCooling Transformation 曲线图,简称CCT 曲线, 系统地表示冷却速度对钢的相变开始点、相变进行速度和组织的影响情况。
钢的一般热处理、形变热处理、热轧以及焊接等生产工艺,均是在连续冷却的状态
下发生相变的。
因此CCT 曲线与实际生产条件相当近似,所以它是制定工艺时的
有用参考资料。
根据连续冷却转变曲线, 可以选择最适当的工艺规范,从而得到恰
好的组织, 达到提高强度和塑性以及防止焊接裂纹的产生等。
连续冷却转变曲线
测定方法有多种, 有金相法、膨胀法、磁性法、热分析法、末端淬火法等。
除了最
基本的金相法外,其他方法均需要用金相法进行验证。
用热模拟机可以测出不同冷速下试样的膨胀曲线。
发生组织转变时,冷却曲线偏离纯冷线性收缩, 曲线出现拐折, 拐折的起点和终点所对应转变的温度分别是相变开始点及终止点。
将各个冷速下的开始温度、结束温度和相转变量等数据综合绘在“温度-时间对数”的坐标中,即得到钢的连续冷却曲线图(如图2 。
动态热- 力学模拟试验机Gleeble3500测定材料高温性能的原理如下:用主机
中的变压器对被测定试样通电流, 通过试样本身的电阻热加热试样, 使其按设定的加热速度加热到测试温度。
保温一定时间后, 以一定的冷却速度进行冷却。
在加热、保温和冷却过程中用径向膨胀仪测量均温区的径向位移量(即膨胀量,绘制膨胀量-温度曲线如图1-1所示,测试不同冷却速度下试样的膨胀量-温度曲线。
根据膨胀量-温度曲线确定不同冷却速度下的相转变开始点和结束点,即可绘制CCT曲线。
图1-240CrMoA 钢CCT曲线。
三.实验设备及材料
1.Gleeble3500热模拟机
2.20#钢
四.实验过程
1.将热电偶焊到试样上;
2.将试样装至仪器上,安装膨胀仪;
3.关闭样品室,关闭真空释放阀门,启动真空阀
4.按试验要求选择升温速率、最高温度、保温时间、冷却速率等参数进行编程。
;
5.按下开始按钮,开始实验;
6.试验结束后,打开真空释放阀门。
五.实验结果与分析
1. 根据实验曲线确定不同冷却速度下的相变开始温度、结束温度
2. 绘在“温度-时间对数”的坐标中,得到钢的连续冷却曲线图
六.思考题:
试分析碳元素含量对碳钢CCT图中曲线位置的影响。
参考书目:
1. 林慧国,傅代直钢的奥氏体转变曲线. 机械工业出版社.北京, 1988
2. GB 5057-85钢的连续冷却转变图的测定(膨胀法
附录:各典型钢种CCT
曲线
图1-3共析钢CCT曲线图
图1-4 亚共析钢（含碳0.19%）CCT曲线图图1-5过共析钢（含碳1.03%）CCT 曲线图图中符号的规定：A——奥氏体；B——贝氏体；C——碳化物；F——铁素体；G——石墨; M——马氏体；P——珠光体；Ac1——
钢加热时，珠光体转变为奥氏体的温度。
开始温度用Ac1s 表示，结束温度用Ac1f 表示。
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Ar1——钢经奥氏体化冷却时，奥氏体向珠光体转变的温度。
Ac3——
亚共析钢加热时，所有铁素体转变为奥氏体的温度。
Accm——
过共析钢加热时，所有渗碳体和碳化物完全溶入奥氏体的温度。
129。