金属固态相变原理

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金属固态相变

金属固态相变

一段时间后,使过冷奥氏体转变迟滞的现象。
(2)机械稳定化 在应力—应变作用下可以促进钢中的相变发生,即形变诱发 相变。 形变诱发M体相变的最高温度为Md(>MS)。
T>Md形变:使A体稳定性提高,随后M体相变困难。
T<Md形变:诱发M体生成,但随之淬火后,剩余A
体将稳定化,也产生机械稳定化。
9.3.4 珠光体转变— 扩散型相变
惯习方向
(母相) 惯习面
原因:沿应变能最小的方向和界面能最低的界面发展。
3. 晶体缺陷的影响 晶体缺陷对相变起促进作用。 点… 缺陷类型 线… 晶格畸变自由能高,易获得 面… 更大的驱动力促进形核及相 变。 思考:晶粒细化对相变的影响?
4. 原子扩散的影响 对于扩散型相变,随过冷度的增加,相变的驱动力增
2. 惯析面和位向关系 新相与母相的界面为两种晶体的界面。 根据匹配关系可分为: 共格界面:错配度〈0.05 界面能量低 半共格界面:0.05〈错配度〈0.25
非共格界面:错配度〉0.25 界面能量最高
新相晶核与母相之间存在一定的晶体学位向关系
新相习惯于在母相的一定晶面上形成 新相沿特定的晶向在母相特定晶面上形成。
而塑韧性下降。
M体相变膨胀产生塑变,引起应变时效。 d 细晶强化
M体相变使晶粒细化,晶界面积大增,产生细晶强化。
② 塑性与韧性 塑性:用δ=Δl/缺口标准试样,在冲击机
上一次冲断,记录冲击功AK(J),作系列冲击实验,求塑 脆转变温度。
M体的塑性、韧性好坏取决与其亚结构: 亚结构为位错时(板条M),塑性韧性较好。
第九章 固态相变
9.1 固态相变总论

9.1.1 固态相变分类
(1)一级相变:相变时两相的自由焓相等,而自由炩对

第九章 金属固态相变

第九章 金属固态相变

3. 晶界促进形核 具有高能量的大晶界可以释放界面能为形核提供相变 驱动力,以降低形核功。 驱动力,以降低形核功。 三、晶核长大 1. 长大机制 新相晶核的长大,实质是相界面向旧相迁移的过程。 新相晶核的长大,实质是相界面向旧相迁移的过程。 新旧相成分不同时: 新旧相成分不同时:晶核的长大依赖于溶质原子在旧 相中的长程扩散。 相中的长程扩散。
五、母相晶体缺陷促进相变 在母相晶体中的缺陷处,晶格畸变、自由能高, 在母相晶体中的缺陷处,晶格畸变、自由能高,促进形 核及相变。 核及相变。 六、易出现过渡相 固态相变阻力大, 直接转变困难, 固态相变阻力大 , 直接转变困难 , 往往先形成协调性 中间产物(过渡相) 中间产物(过渡相)。 母相→较不稳定的过渡相→较稳定的过渡相→ 母相→较不稳定的过渡相→较稳定的过渡相→稳定相
二、新相与母相界面上原子排列的匹配性 固态相变时, 固态相变时,新相与母相界面上原子排列越保持一定 的匹配性,越有利于相变阻力的降低。 的匹配性,越有利于相变阻力的降低。 固态相变产生的相界面根据两相原子在晶体学上匹配 程度不同可分为三种类型, 共格界面,半共格界面和 程度不同可分为三种类型,即共格界面,半共格界面和非 共格界面,如图9-1所示 所示。 共格界面,如图 所示。
3. 非共格界面 当界面处的原子排列差异很大, 原子匹配关系不能继 当界面处的原子排列差异很大 , 续维持,形成非共格界面。 续维持,形成非共格界面。 一般认为, 小于 小于0.05时完全共格; δ大于 时完全共格; 大于 大于0.25时形成 一般认为,δ小于 时完全共格 时形成 非共格界面; 介于 介于0.05和 0.25之间时,形成半共格界面, 之间时, 非共格界面;δ介于 和 之间时 形成半共格界面, 它们的能量是不同的。 它们的能量是不同的。

金属固态相变原理

金属固态相变原理

金属固态相变原理
金属固态相变原理是指金属在一定条件下从一种晶体结构转变为另一种晶体结构的现象。

金属固态相变是金属材料性质变化的根本原因,对于金属材料的微结构和力学性能具有重要影响。

金属固态相变通常发生在固态下的高温和高压条件下。

当金属的温度或压力发生变化,原子间的相互作用力也会发生变化,从而引起晶体结构的转变。

金属固态相变的过程中,原子重新排列形成新的晶体结构,相应地,金属材料的物理性质和力学性能也会发生改变。

金属固态相变的原理是基于金属的晶体结构和原子间的排列方式。

金属材料的晶体结构可以分为多种不同的形态,包括体心立方结构、面心立方结构、六方最密堆积结构等。

不同的晶体结构具有不同的密堆积方式和原子排列方式,决定了金属材料的力学性能和物理性质。

金属固态相变的原理还涉及到金属的晶格畸变和原子扩散。

晶格畸变是指金属晶体结构在相变过程中的形变和畸变现象,它可以影响金属材料的晶体结构稳定性和力学性能。

原子扩散是指金属内部原子的迁移和重新排列的过程,是金属固态相变发生的基础。

总之,金属固态相变原理是基于金属材料的晶体结构和原子间的相互作用力,通过改变材料的温度、压力和其他外界条件,使金属发生晶体结构的转变,进而影响金属材料的物理性质和
力学性能。

这一原理对于金属材料的研究和应用具有重要的意义。

金属固态相变原理

金属固态相变原理
激光热处理 电子束热处理
等离子热处理
形变热处理
真空热处理
化学热处理
• ( 2) 结合产业形势, 反映当前市场需求。
• 现代工业的发展,对制造业提出了更高的要求, 因此材料工业也遇到了很好的提升空间。
• ( 3) 将科研成果引入教学中, 实行产学结合。例 如, 讲到马氏体时,把ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ近分析的T12钢锉刀的失 效工件结合理论分析, 把实际科研成果转变成生 动的教学案例。让学生们明白: 固态相变可以决定产品的内在质量
• 第三章 珠光体转变
3.1 珠光体的组织特征 3.2 珠光体转变机制 珠光体转变时的领先相/ 珠光体的形成过程 亚(过)共析钢的珠光体转变
3.3 珠光体转变动力学
形核率/ 和长大速度 先共析相的长大动力学 影响珠光体转变动力学的因素 3.4 珠光体转变产物的机械性能 珠光体转变动力学图
P的机械性能
• 第五章贝氏体相变
5.1贝氏体相变的基本特征和组织形态 贝氏体相变的基本特征 钢中贝氏体的组织形态 柯俊贝氏体相变假说
5.2贝氏体相变机制
恩金贝氏体相变假说 贝氏体的形成过程 5.3贝氏体相变动力学及其影响因素 贝氏体等温相变动力学 5.4钢中贝氏体的机械性能 影响贝氏体机械性能的主要因素 贝氏体的强度和硬度 贝氏体的韧性 贝氏体相变时碳的扩散
相变、贝氏体相变、钢中的回火转变和合
金的脱溶沉淀与时效等部分,着重讲述金 属材料在热处理过程中的基本原理和理论
知识。
4. 《金属固态相变原理》授课内容及重点
第一章 金属固态相变基础 1.1 金属固态相变概论 主要分类 主要特点 1.2 金属固态相变热力学 热力学条件 形核 晶核长大 1.3 金属固态相变动力学 金属固态相变的速率 钢中过冷奥氏体转变动力学

金属固态相变的主要特点

金属固态相变的主要特点

金属固态相变的主要特点金属固态相变是指金属在固态下由于温度、压力或其他外界条件的变化而引起的物理结构和性质的变化。

金属固态相变的主要特点有以下几个方面:1. 温度变化引起的相变:金属的固态相变主要是由于温度的变化引起的。

当金属的温度超过一定的临界温度时,金属内部的晶体结构会发生变化,从而导致固态相变。

例如,铁在不同的温度下会发生α相到γ相的相变,这种相变是由于温度变化引起的。

2. 压力变化引起的相变:除了温度变化,金属固态相变还可以由压力的变化引起。

当金属受到外界的压力作用时,原子之间的距离和排列会发生变化,从而导致固态相变。

例如,钻石可以在高压下转变为金刚石,这是由于压力变化引起的相变。

3. 结构和性质的变化:金属固态相变不仅会引起晶体结构的变化,还会导致金属的性质发生改变。

例如,铁的相变会引起其磁性的变化,从铁磁性到顺磁性的转变。

这种结构和性质的变化对金属的应用具有重要的影响。

4. 相变的可逆性:金属固态相变通常是可逆的,即当外界条件恢复到原来的状态时,金属可以再次发生相反的相变。

这与金属的液态相变或气态相变不同,液态和气态的相变通常是不可逆的。

5. 相变的影响因素:金属固态相变的发生受到多种因素的影响,包括温度、压力、晶体结构、晶界能量等。

这些因素会影响金属内部原子的排列和运动方式,从而导致相变的发生和性质的改变。

6. 金属固态相变的应用:金属固态相变在材料科学和工程中具有重要的应用价值。

通过控制金属的相变过程,可以制备出具有特定结构和性质的材料,如形状记忆合金和超弹性材料等。

这些材料在医学、航空航天等领域有着广泛的应用。

金属固态相变是金属在固态下由于温度、压力或其他外界条件的变化而引起的物理结构和性质的变化。

它具有温度和压力变化引起的相变、结构和性质的变化、相变的可逆性、影响因素和应用等主要特点。

金属固态相变的研究对于材料科学和工程具有重要意义,并且在实际应用中有着广泛的应用前景。

第一章__金属固态相变基础

第一章__金属固态相变基础
T A + B
一、相变分类
3. 按原子迁移情况分类 (1)扩散型相变 温度足够高、原子活动能力足够强、时间足够长 情况下发生的相变。 特点: 相变过程有原子扩散,相变速率受原子扩散速度控制;

新、旧相成分不同; 新、旧相比容不同引起体积变化,但宏观形状不变。 如:同素异构转变、脱溶转变、共析转变、调幅分解、 有序化转变、珠光体转变等
化学势一级偏微商相等
化学势二级偏微商不等
因此:无相变潜热和体积变化,而比热、压缩系数、膨胀系 数是变化的。如材料有序化转变、磁性转变、超导转变等。
一、相变分类
2.按平衡状态图分类
(1)平衡相变

同素异构转变和多形性转变 纯金属 固溶体
纯金属在温度和压力改变时,由一种晶体结构转变为 另一种晶体结构的过程称为同素异构转变。 在固溶体中发生的同素异构转变称为多形性转变。
冷却时:γ→α+Fe3C 共析相变 加热时:α+Fe3C→γ 逆共析型相变


调幅分解

某些合金在高温下具有均匀单相固溶体,但 冷却到某一温度范围时可分解成为与原固溶体结 构相同但成分不同的两个微区,如α→α1+α2,这 种转变称为调幅分解。
调幅分解的特点
在转变初期形成的两个微区之间并无明 显界面和成分突变,但是通过上坡扩散,最 终使原来的均匀固溶体变成不均匀固溶体。
1.1 金属固态相变概述
一、相变分类
1.按热力学分类 (1)一级相变 对新、旧相α和β,有: μα=μβ Sα≠ Sβ Vα≠Vβ 说明一级相变有相变潜热和体积变化。 材料凝固、熔化、升华、同素异构转变均为一级相变。 固态相变大部分为一级相变。
1.1 金属固态相变概述

1-金属材料与热处理-固态相变原理

1-金属材料与热处理-固态相变原理
1)按相变热力学分类
• 一级相变和二级相变
★一级相变:在相变温度下,新旧相自由能和化学位相等,化学位一级偏导数不等; ★一级相变有体积的膨胀和收缩及潜热的吸收和释放,金属大多数属于一级相变 可用热分析方法或热膨胀仪测量一级相变的开始点
★二级相变:化学位的一级偏导数相等,二级偏倒数不相等,相变时没有体积的膨胀 和收缩及潜热的吸收和释放,如磁性转变,有序转变
相变实质
1、结构变化:同素异构、多晶型性、马氏体、块状转变 2、成分变化:调幅分解 3、有序化程度变化:有序化转变 4、结构和成分变化:贝氏体转变、共析转变、脱溶沉淀析出
9
9
1 概述(钢中的基本相)
铁素体
奥氏体
渗碳体
10
1 概述(钢中的基本相)
11
1 概述 铁碳相图—纯铁的转变
12
1 概述 铁碳相图—共析转变
脱溶转变
过饱和固溶体脱溶分解出亚稳定或稳定的第二相
共析转变
一个固相转变为两个结构不同的固相
包析转变
两个不同结构的固相转变为一个新的固相,组织中一般有某相残余
马氏体转变
新旧相之间成分不变、切变进行、有严格位向关系、有浮凸效应
贝氏体转变
兼具马氏体和扩散转变的特点,借助铁的切变和碳的扩散进行
调幅分解
(3)半扩散型:既有切变,又有扩散。(如贝氏体转变,Fe切变,C扩散。)
8
8
相变过程的特点和实质
特点一:相变阻力大。原因:(1)相变阻力除界面能外,还多弹性应变能。 (2)固相中原子扩散速度远低于液相。
特点二:相变时往往在母相中晶体缺陷处形核 大多数固态相变的形核功较大,极易在晶体缺陷处优先不均匀形核,提高形核率。 特点三:固态相变时,新相往往在母相的一定晶面上开始形成,存在惯习面,且新相晶核与母相之间往往存在一 定晶体学位向关系。目的:减小两相间的界面能。 特点四:易于出现亚稳态过渡相,为了减少界面能,固态相变中往往先形成具有共格相界面的过渡相(亚稳相)。

金属固态相变原理PhaseTransformationTheoryofMetalMaterials

金属固态相变原理PhaseTransformationTheoryofMetalMaterials

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第一节 金属固态相变动力学(扩散型)
将等温相变动力学曲线 转化为时间-温度-转变量的关系曲线 综合反映物相在冷却时 的等温转变温度、等温时间 和转变量之间的关系
等温转变曲线
(Time-Temperature-Transformation)
TTT曲线
C曲线
(a)相变动力学曲线(b)TTT曲线
过饱和固溶体脱 质点由小尺寸长大

1)以恒定速率形核
2)仅在开始转变时形核

针状物增厚
片状物增厚
n值 4 3 2 1
2.5 1.5 1 0.5
金属固态相变原理 Phase Transformation Theory of Metal Materials
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第一节 金属固态相变动力学(扩散型)
金属固态相变原理 Phase Transformation Theory of Metal Materials
Page 17
第一节 金属固态相变动力学(扩散型)
(四)C 曲线的测定方法
金相硬度法 奥氏体和转变产物的金相形态和硬度不同。
膨胀法 奥氏体和转变产物的比容不同。
磁性法及电阻法 奥氏体为顺磁性,转变产物为铁磁性。
相变热力学重点内容回顾
1、金属固态相变热力学条件 相变驱动力(自由能降低、相自由能与温度关系) 相变势垒(附加能量、激活能)
2、金属固态相变形核 均匀形核(临界晶核半径、形核功) 非均匀形核(晶界形核、位错形核、空位形核)
3、晶核长大 长大机制 (半共格界面迁移、非共格界面迁移) 新相长大速度 (无成分变化长大、成分变化的新相长大)
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第2篇热处理原理及工艺第7章钢的热处理教学目标:搞清奥氏体、珠光体、贝氏体、马氏体等基本概念;掌握共析分解、马氏体相变、贝氏体相变基本知识掌握相变产物的形貌和物理本质。

第8章金属固态相变原理§8钢的热处理一、热处理的作用机床、汽车、摩托车、火车、矿山、石油、化工、航空、航天等各行各业用的大量零部件需要通过热处理工艺改善其性能。

拒初步统计,在机床制造中,约60% 70%的零件要经过热处理;在汽车、拖拉机制造中,需要热处理的零件多达70% 80%,而工模具及滚动轴承,则要100%进行热处理。

总之,凡重要的零件都必须进行适当的热处理才能投入使用。

热处理的定义:将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却, 以改变材料整体或表面组织,从而获得所需组织和性能的工艺过程。

热处理三大要素:加热、保温和冷却通过以上三个环节,材料的内部组织发生了变化,因而性能也发生变化。

例如:碳素工具钢T8在市场购回的是球化退火的材料其硬度仅为20HRC,作为工具需经淬火并低温回火使硬度提高到60〜63HRC,这是因为内部组织由淬火之前的粒状珠光体转变为淬火+低温回火的回火马氏体。

同一种材料,热处理工艺不一样其性能差别很大,导致性能差别如此大的原因是不同的热处理后内部组织截然不同。

热处理工艺的选择要根据材料的成分来确定。

材料内部组织的变化依赖于材料热处理和其他热加工工艺,材料性能的变化又取决于材料的内部组织变化。

所以,材料成分-加工工艺-组织结构-材料性能这四者相互依成的关系贯穿在材料制备的全过程之中。

我们的任务就是要了解和掌握其中的规律性。

二、热处理的基本要素如上所述,热处理工艺中有三大基本要素:加热、保温、冷却。

这三大基本要素决定了材料热处理后的组织和性能。

1、加热按加热温度的高低,加热分为两种:一种是在临界点A i以下加热, 此时一般不发生相变;另一种是在A i以上加热,目的是为了获得均匀的奥氏体组织,这一过程称为奥氏体化。

2、保温保温是热处理的中间工序,其目的是既要保证工件烧透”又要防止工件脱碳、氧化等。

保温时间和介质的选择与工件的尺寸和材质有直接的关系。

般工件越大,导热性越差,保温时间就越长。

3、冷却冷却是热处理的最终工序,也是热处理过程中最重要的工序。

钢在不同冷却速度下可以转变为不同的组织形态。

三、热处理的分类1、根据加热、冷却方式的不同及组织、性能变化特点的不同,热处理可分为下列几类:普通热处理:退火正火、淬火和回火。

即所谓热处理的四把火”表面热处理:感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、激光表面淬火和涂覆、渗碳、氮化和碳氮共渗等。

其它热处理:可控气氛热处理、真空热处理和形变热处理等。

2、按照热处理在零件生产过程中的工序和作用不同,热处理工艺还可分为:预备热处理:零件加工过程中的一道中间工序(也称为中间热处理), 其目的是改善锻、铸毛坯件组织、消除应力,为后续的机加工或进热处理作组织上的准备。

最终热处理:零件加工的最终工序。

其目的是使经过成型工艺达到形状和尺寸要求的零件,通过热处理使零件具备最终的使用性能。

是预备还是最终热处理在材料的生产过程中是相对的。

四、钢的临界转变温度根据铁碳相图,共析钢缓慢加热到超过 A i 温度时,全部转变为奥氏 体;亚共析钢和过共析钢必须加热到A 3和A cm 以上才能获得单相奥氏体。

在实际热处理加热条件下,加热速度不可能是缓慢的 ,因此,相变是 在不平衡条件下进行的;其次,再考虑到过冷或过热现象的存在,相变 点与相图中的相变温度有一些差异。

具体如下:加热时相变温度偏向高温,冷却时偏向低温,这种现象称为滞后 (热滞或冷滞)。

在热处理工艺实施过程中,加热或冷却速度越快,则滞后现象越严 重。

通常把加热时的实际临界温度标以右下标字母C”表示,如A C I 、A C 3、Accm ;而把冷却时的实际临界温度标以右下标字母 r ”表示,如Ar i 、Ar 3、Arcm 等。

§8.1钢在加热时的转变一般而言,钢的热处理多数需要先加热得到奥氏体(奥氏体化、A化),然后以不同速度冷却,使奥氏体转变为不同的组织,使钢具有不同 性能。

临界温度: 平衡时:A1、 A3、Acm加热时:Ac1、Ac3、Accm冷却时:Ar1、Ar3、Arcm加热时形成的奥氏体的质量(成分均匀性及晶粒大小等),对冷却转变后的组织、性能有极大的影响(组织遗传)。

因此,掌握热处理规律,首先要研究钢在加热时的变化—即奥氏体化过程。

§8.1.1奥氏体的形成过程一、共析钢奥氏体的形成共析碳钢加热前为珠光体组织,一般为铁素体与渗碳体交替排列的层片状组织,加热过程中珠光体转变为奥氏体过程可分为四步进行:奥氏体形核、晶核的长大、未溶碳化物(Fe3C)溶解、奥氏体成分均匀化。

①奥氏体晶核的形成由Fe-Fe3C相图知,在P转变为A过程中,原F的bcc晶格改组为A的fee 晶格,原渗碳体的复杂斜方晶格转变为fee晶格。

所以,奥氏体的形成过程就是晶格的改组和Fe、C原子的扩散过程。

常将这一过程和奥氏体冷却过程的转变称为相变重结晶”。

基于能量与成分条件,奥氏体晶核在珠光体中的铁素体与渗碳体两相交界处产生,两相交界面越多,奥氏体晶核越多。

②奥氏体晶核的长大奥氏体晶核形成后,它的一侧与渗碳体相接,另一侧与铁素体相接。

随着铁素体的转变(铁素体区域的缩小),以及渗碳体的溶解(渗碳体区域缩小),奥氏体不断向其两侧的原铁素体区域及渗碳体区域扩展长大,直至铁素体和渗碳体完全消失,奥氏体彼此相遇,形成一个个的奥氏体晶粒。

③ 剩余渗碳体的溶解由于铁素体转变为奥氏体速度远高于渗碳体的溶解速度,在铁素体完全转变之后尚有不少未溶解的剩余渗碳体”存在,还需一定时间保 温,让渗碳体全部溶解并转变为奥氏体。

④ 奥氏体成分的均匀化即使渗碳体全部溶解,奥氏体内的成分仍不均匀,在原铁素体区域形 成的奥氏体含碳量偏低,在原渗碳体区域形成的奥氏体含碳量偏高,还 需保温足够时间,让碳原子充分扩散,奥氏体成分才可能趋于均匀。

下图表示共析钢奥氏体形成的四个基本阶段:奥氏体晶核的形成;个充要条件:一是温度条件,要在 Ac i 以上加热;二是时间条件,要求 在Ac i 以上温度保持足够时间。

在一定加热速度条件下,超过 Ac i 的温度越高,奥氏体的形成与成 分均匀化需要的时间愈短;在一定的温度(高于 Ac i )条件下,保温时 间越长,奥氏体成分越均匀。

二、非共析钢奥氏体的形成亚共析钢与过共析钢加热转变为 A 过程与共析钢转变过程是一样 的,即在Ac i 温度以上加热无论亚共析钢或是过共析钢中的 P 均要转变为 A 。

不同的是亚共析钢的先析出F 的转变与过共析钢的 Fe 3C n 的溶解。

奥氏体晶核的长大; 剩余渗碳体的溶解;奥氏体成分的均匀化上述分析表明, 珠光体转变为奥氏体并使奥氏体成分均匀必须有两O"八A(u+F^C) ¥ 晶核 残金沼解不均匀丫均匀YY 长犬 图8-4奥氏体形成的四个基本阶段5先析出F的完全转变要在Ac3以上,Fe s C n的完全溶解要在温度Accm 以上。

即亚共析钢加热后组织全为奥氏体需在AC3以上、过共析钢要在Accm以上,即表象点必须处在A的单相区。

§8.1.1奥氏体的形成过程如果亚共析钢仅在Ac i〜A C3温度之间加热,无论加热时间多长,组织中仍为铁素体与奥氏体共存;对过共析钢在Ac i〜Accm温度之间加热,组织中应为二次渗碳体与奥氏体共存;在这种情况下,经加热保温在随后冷却过程中,组织转变也仅是奥氏体向其它组织的转变,其中的铁素体或二次渗碳体在冷却过程中不会发生转变。

总结奥氏体化过程:即 Fe 、C 原子扩散和晶格改组的过程共析钢:加热到Ac i 以上时,P —A 。

共析钢A 化过程:形核、长大、Fe s C 完全溶解、C 的均匀。

亚(过)析钢的A 化:P —A 后,先共析F 或F Q C .溶解。

§8.1.2影响奥氏体转变速度的因素奥氏体的形成是通过形核与长大过程进行的, 整个过程受原子扩散 所控制,因此,凡是影响扩散、形核与长大的一切因素,都会影响奥氏 体的转变速度。

、加热温度和保温时间加热温度越高,原子扩散速度越大,奥氏体化越快;保温时间越长,7201 — \氏体\ 0. 5监 \ \\卑氏 \L\ \h、 \\ J 均匀\ \ 奥出沐玮" 匚禄、 ■物珠光体亠=I820 eoo 7807冊74C1於1沪奥氏体化所需加热温度相对可以降低。

640 1 10 10^时何,S图8-7共析钢的奥氏体化曲线(原始状态:详见下图A 形成过程中孕育期的 概念:由于形成奥氏体需要原 子的扩散,而扩散需要一定 的时间,故P 在保温一段时 间后才开始形成A 晶核,这 段时间称为孕育期”875C 退火)(a ) *也檢FF 知Fc, C(b )A 桧天i C ) 1 <!> A Jijijft图8-6共析钢的奥氏体形成过程示意图二、加热速度热速度V越大,则孕育期越短,A化开始和终了温度越高,所需时间越短;加热速度V越小,则孕育期越长,A化开始和终了温度越低,所需时间越长。

三、原始组织原始组织中Fe3C为片状时,Fe3C片间距越小,相界面积越大,奥氏体形核速度越大此时奥氏体中的C浓度梯度也越大,扩散距离短,奥氏体长大速度越快。

四、钢的碳含量时间——8-8加热速度对奥氏体转变的影响(示意图)图*植长大速度*mm/鼻图8-9渗碳体片间距d o对长大速度的影响C% fT界面多7核心多7转变快。

五、合金元素Co、Ni、Cu:增加C扩散速度,加快A化过程;Cr、Mo、V、Ti等:与C亲和力大,形成难溶化合物,显著降低C 扩散速度,减慢奥氏体化过程;Si、Al、Mn等:不影响奥氏体化过程。

由于合金元素的扩散速度比碳慢得多,所以一般合金钢的热处理加热温度一般较高,保温时间更长。

§8.1.3奥氏体的晶粒度及其影响因素晶粒度:表征晶体内晶粒大小的量度,通常用长度,面积,体积或晶粒度级别表示。

般根据标准晶粒度等级图确定钢的奥氏体晶粒大小。

标准晶粒度等级分为8级:1 - 4级为粗晶粒度, 5 - 8级为细晶粒度,超过8级的为超细晶粒小于1级的为超粗晶粒。

图8-10标准晶粒等级(放大100倍)奥氏体晶粒度N与晶粒数量n的关系: n 2N1式中:n-放大100倍时,每平方英寸(6.45cm2)视场中观察至怕勺平均晶粒数。

每mm2面积平均晶粒数:n02N一、奥氏体的晶粒度钢在加热后形成的奥氏体组织,特别是奥氏体晶粒大小对冷却转变后钢的组织和性能有重要影响。

一般来说,奥氏体晶粒越细,钢热处理后的强度越高,塑性越好,冲击韧性越高。

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