H13热作模具钢连续冷却转变(CCT)曲线的研究

合集下载

H13热作模具钢断裂原因分析及热处理工艺改进

H13热作模具钢断裂原因分析及热处理工艺改进
出,M(C,N)相在 1132.36℃析出,M23C6 相在 881.11℃析
出,M3P 相在 626.84℃析出[4]。
H13 钢中碳化物以是 M23C6、MC 和 M2C 为主 ,如图
4b、4c、4d 所示结果表明:M23C6 相主要成分是 Cr,Cr 和 Mo
元素的含量随着温度的升高而逐渐降低。M23C6 相中还
(a)
图2
A 样边部的金相组织图
a——放大 500 倍
· 64 ·
(b)
b——放大 1,000 倍
含有少量的 Mn 和 V 元素。当前温度降低至 200℃以下,
Cr 元素的质量分数大约为 70%,Mo 元素的质量分数大约
为 20%。MC 相主要含有 Cr、Mo、V、C 等元素,V 元素占
《模具制造》2024 年第 3 期
·模具材料及热处理技术·



模具材料及热处理技术

H13 热作模具钢断裂原因分析及热处理工艺改进


(安徽工业大学冶金工程学院,安徽马鞍山
243032)
【摘要】对H13热作模具钢在其生产加工的过程之中产生的断裂缺陷进行了研究,
而导致淬火开裂。
3 热处理工艺优化
3.1 H13 钢热平衡相组成
将 H13 钢带入 JMatPro 软件计算,得到 H13 热平衡
(a)
图1
(b)
A 和 B 样品中间部位
a——A 样中间部位金相组织(1,000 倍)
b——B 样中间部位金相组织(1,000 倍)
图 2 所示为 A 样品的边部取样样品的 500 倍和 1,000
关键词:H13 钢;断裂;JMatPro;热处理工艺
中图分类号:TG162;TG142

高精度SH-CCT曲线绘制方法探索

高精度SH-CCT曲线绘制方法探索

⾼精度SH-CCT曲线绘制⽅法探索
⾼精度SH-CCT曲线绘制⽅法探索
陆恒昌,⿇永林,王权,邢淑清
【摘要】摘要:钢铁材料SH-CCT曲线是焊接⼯艺制定的重要依据。

如何根据膨胀曲线获得准确的相转变点和相转变量,是精确绘制SH-CCT曲线的基础。

根据测得的实际膨胀曲线,针对其相转变拐点不明显,以及转变量较少,⽆法直接确定的情况,提出了采⽤膨胀曲线、杠杆法和⾦相法相结合进⾏相转变点测定;针对转变量和转变组织不明显,采⽤组织观测和显微硬度相结合来测定组织分布。

经过对⼏个钢种的实际应⽤,取得了良好的效果,实现了SH-CCT 曲线的⾼精度绘制。

【期刊名称】电焊机
【年(卷),期】2013(043)011
【总页数】5
【关键词】SH-CCT曲线;膨胀法;杠杆法;显微硬度;Gleeble-1500D
0 前⾔
实验模拟焊接热影响区连续冷却转变图(Simulated HAZ CCT diagram,简称SH-CCT图)主要反映焊接过热区组织的相变过程和特征,为评价钢材性能和制定焊接⼯艺提供基础数据,其测定⽅法有⾦相法、膨胀法、热分析法、磁感应法等。

本研究采⽤焊接热模拟技术,在Gleeble-1500D热模拟机上对⼏个新开发的钢种进⾏了SH-CCT曲线的绘制。

在实验过程中发现,由于各种因素的作⽤和影响,实际膨胀曲线与理论曲线往往存在偏差,这给相变点的确定带来难度,很多情况下取点过程中难免存在随意性因素,因此,如何准确处理这类曲线成为提⾼SH-CCT曲线精度的关键。

热轧态H13_钢调质工艺参数模拟计算与实验验证

热轧态H13_钢调质工艺参数模拟计算与实验验证

第37卷第3期2023年6月南华大学学报(自然科学版)Journal of University of South China(Science and Technology)Vol.37No.3Jun.2023收稿日期:2023-01-10作者简介:王立强(1998 ),男,硕士研究生,主要从事金属热处理工艺㊁数值模拟方面的研究㊂E-mail:2779113606@㊂∗通信作者:樊湘芳(1963 ),女,教授,主要从事材料成型及控制工程专业方面的研究㊂E-mail:hefanyibang@DOI :10.19431/ki.1673-0062.2023.03.009热轧态H13钢调质工艺参数模拟计算与实验验证王立强1,赵健明2,樊湘芳1∗,陈宗福1(1.南华大学机械工程学院,湖南衡阳421001;2.衡阳华菱钢管有限公司,湖南衡阳421001)摘㊀要:利用JMatPro 软件,模拟计算得到热轧态H13钢平衡相组成㊁奥氏体连续加热转变(continuous heating transformation diagram of austenite ,TTA )曲线图㊁过冷奥氏体连续冷却转变(continuous cooling transformation diagram ,CCT )曲线图㊁淬透性曲线㊁碳化物和相转变曲线;结合性能要求,确定H13钢的调质工艺参数范围,并进行实验验证㊂实验结果表明:H13钢经1050ħ淬火后得到的最高硬度为53.4洛氏硬度(Rockwell Hardness C ,HRC ),50mm 处仍保持45HRC 以上的较高硬度;H13钢随着冷速的提升强度和硬度略有升高;现企业选用的工艺参数(1050ħ+45min 淬火,630ħ+100min 回火)可行㊂关键词:H13钢;JMatPro ;热作模具钢;调质工艺中图分类号:TG161文献标志码:A 文章编号:1673-0062(2023)03-0059-07Simulation Calculation and Experimental Verification of Tempering ProcessParameters of H13Steel in Hot Rolled ConditionWANG Liqiang 1,ZHAO Jianming 2,FAN Xiangfang 1∗,CHEN Zongfu 1(1.School of Mechanical Engineering,University of South China,Hengyang,Hunan 421001,China;2.Hengyang Valin Steel Tube Co.,Ltd.,Hengyang,Hunan 421001,China)Abstract :Using JMatPro software,simulations were performed to obtain the equilibrium phase composition,austenite continuous heating transformation diagram (TTA diagram),subcooled austenite continuous cooling transformation diagram (Continuous cooling Trans-formation Diagram,CCT diagram),hardenability curve,carbide and phase transformation curves for hot rolled state H13steel;Combined with the performance requirements,the range of tempering process parameters for H13steel was determined and experimentally verified.The experimental results show that:the maximum hardness of H13steel obtained第37卷第3期南华大学学报(自然科学版)2023年6月after quenching at 1050ħis 53.4Rockwell Hardness C (Rockwell Hardness C,HRC),and the higher hardness of 45HRC at 50mm is still maintained;the strength and hardness of H13steel increase slightly with the increase of cooling rate;the process parameters se-lected by the present company (quenching at 1050ħ+45min,tempering at 630ħ+100min tempering)is feasible.key words :H13steel;JMatPro;hot work die steel;quenched and tempered process0㊀引㊀言H13钢作为一种C-Cr-Mo-Si-V 型热作模具钢,是热作模具钢中最具代表性的钢种,广泛应用于热挤压模和铝㊁铜等合金压铸模等[1-4]㊂H13钢在服役过程中不仅要承受较大冲击㊁磨损,还要承受热疲劳㊁高温氧化作用,工况环境极其恶劣,会因热疲劳开裂㊁腐蚀等而失效[5-7]㊂工业生产通常使用调质处理提高H13钢的综合性能[8-10]㊂1㊀模拟计算结果与分析1.1㊀H13钢的热平衡相组成实验材料为热轧态H13钢,化学成分见表1㊂将化学成分输入到JMatPro 软件中,进行模拟计算[11-12],得到如图1所示的平衡相组成㊂表1㊀H13钢的化学成分(质量分数)Table 1㊀Chemical composition of H13steel单位:%元素C Si Mn P S Cu Ni Cr Mo 质量分数0.390.90.430.0150.0030.060.16 5.2 1.37元素V W Nb Ti Al B O N Fe 质量分数0.960.090.0160.0120.0330.00090.00180.0046余量㊀㊀从图1可以看出,H13钢液相线的温度为1472.5ħ;1430.3ħ时奥氏体开始析出,到1365.1ħ时析出量开始逐渐平缓,823.8ħ时奥氏体完全消失;铁素体相在1412.5~1472.5ħ区间内时会短时间出现,在865.3ħ时铁素体相再一次开始出现,到823.8ħ析出量达到最大;889.9ħ时M 23C 6相开始析出,在温度为823.8ħ时析出量随温度的变化趋于平缓;其他相随后也开始析出,但含量不多;H13钢固态相变点为:A 3ʈ865.3ħ,A 1ʈ823.8ħ,室温下的平衡相组织主要为92.20%F +6.67%M 23C 6+0.46%M 2(C,N)+0.33%G-PHASE +0.16%LAVES㊂图1㊀H13钢的平衡相组成第37卷第3期王立强等:热轧态H13钢调质工艺参数模拟计算与实验验证2023年6月1.2㊀H13钢的TTA 曲线图图2为H13钢的TTA 图,可知,不同的加热速度下临界转变温度和奥氏体化开始温度也会不同㊂图2㊀H13钢的TTA 图Fig.2㊀TTA graph of H13steel在热处理过程中,提高加热速度,可缩短加热时间,由此减少材料表面的氧化脱碳,还能增加奥氏体成核率㊁抑制晶粒长大和均匀化程度,但也会因快速加热时的热应力作用而增大材料开裂趋势[13]㊂表2为H13钢不同加热速度和奥氏体化参数的关系㊂可以看出,随着加热速度的提高,A c1㊁A c3和奥氏体均匀化的温度均出现了升高,奥氏体均匀化时间出现了缩短㊂考虑到实验验证中试样尺寸㊁电阻炉功率等对加热速度的影响,后续模拟计算中选择奥氏体化温度为910ħ[14]㊂表2㊀H13钢不同加热速度和奥氏体化参数的关系Tab.2㊀Relationship between different heating ratesand austenitization parameters of H13steel加热速度/(ħ㊃s -1)A c1/ħA c3/ħ均匀化温度/ħ均匀化时间/s 100836978103910.191081389094492.418088548838631.3㊀H13钢的CCT 曲线图H13钢的CCT 曲线图见图3,可以看出:不同连续冷却速度下获得的组织不同,在0.01~0.02ħ/s 时,得到的组织为贝氏体㊁珠光体,大于0.02ħ/s 时得到马氏体组织㊂图3㊀H13钢的CCT 曲线Fig.3㊀CCT curve of H13steel表3为不同冷却速度淬火后的力学性能,表4为冷却速度对淬火组织的影响㊂从表3可以看出,随着采用的冷却速度的不断提高H13钢的屈服和抗拉强度㊁硬度不断提高;当冷却速度大于1ħ/s 时不再增加㊂从表4中可以看出,当冷却速度超过1ħ/s 时,即热轧或正火后空冷条件下,冷却后的最终组织为马氏体+少量奥氏体㊂表3㊀不同冷却速度淬火后的力学性能Table 3㊀Mechanical properties after quenching atdifferent cooling rates力学性能冷却速度/(ħ㊃s -1)1001010.10.01屈服强度/MPa 1186.41186.41186.41181.6856.2抗拉强度/MPa1438.01438.01438.01433.51115.5硬度/HRC46.246.246.246.136.4表4㊀不同冷却速度对淬火组织的影响Table 4㊀Effect of different cooling rates onquenching organization淬火组织的质量分数/%冷却速度/(ħ㊃s -1)0.010.1110100A 00.270.290.290.29F 0000B 57.587.650.0400P 42.420.07000M92.0199.6799.7199.71第37卷第3期南华大学学报(自然科学版)2023年6月1.4㊀H13钢的淬透性计算图4为力学性能随水冷端距离变化曲线㊂由图4可知,试样表面的强度和硬度值最大:抗拉强度为1438.04MPa,屈服强度为1186.42MPa,硬度为46.24HRC;硬度值随水冷端距离的增加减速缓慢;抗拉强度和屈服强度随着水冷端距离的增加几乎不变㊂图4㊀力学性能随水冷端距离变化曲线Fig.4㊀Variation curve of mechanical performancewith distance from water-cooled end相组成随水冷端距离变化曲线见图5,可知在淬火状态下,试样的马氏体含量非常高,这表明H13钢的淬火态主要为马氏体,经回火处理可以使该合金钢具有优异的力学性能[15];随着距离水冷端距离的不断增加,马氏体的含量下降缓慢㊂图5㊀相组成随水冷端距离变化曲线Fig.5㊀Variation curve of phase compositionwith distance from water-cooled end1.5㊀H13钢的动力学计算根据实际生产经验,选择600ħ㊁630ħ㊁650ħ㊁680ħ作为回火温度进行动力学计算,得到不同回火温度下碳化物种类随时间变化情况(见图6)和不同回火温度下碳化物尺寸随时间变化情况(见图7)㊂图6㊀不同回火温度下碳化物种类随时间变化情况第37卷第3期王立强等:热轧态H13钢调质工艺参数模拟计算与实验验证2023年6月图7㊀不同回火温度下碳化物尺寸随时间变化情况Fig.7㊀Variation of carbide size with time at different tempering temperatures㊀㊀从图6可以看出,在回火过程中主要的析出相有三种,M 3C㊁M 23C 6和M 2(C,N),其他析出相含量较少;随着回火温度的提高,不稳定相M 3C 相开始溶解的时间缩短,溶解速度加快,M 2(C,N)相析出量开始上升的时间缩短,达到最大量的时间和全溶解的时间提前;M 23C 6㊁M 7C 3转变和达到析出量峰值的时间随着温度的升高而提前,为了使M 2(C,N)相更好溶解㊁M 23C 6相更好地均匀化,保温时间需要大于5706s㊂由图7可知,M 23C 6㊁M 2(C,N)析出物达到均匀化尺寸时间随回火温度的升高而减小,且达到均匀化的尺寸变化不大,而M 2(C,N)达到均匀化尺寸后,尺寸会在某一时间迅速增加,且随着回火温度的上升,增加的时间会不断提前;为得到合适的析出物尺寸,回火时间不能过短,同时防止时间过长导致一些析出物均匀化尺寸突变增加,回火时间应小于14331s㊂另从析出物变化趋势来看,回火温度不应超过670ħ㊂综上所述,从析出相种类和尺寸随温度和时间变化规律,在回火后既要确保一些析出相能够完全转化又要确保析出相尺寸均匀化不宜过大,选定回火温度为630ħ㊁650ħ,回火时间100min,并以此进行实验验证㊂2㊀实验验证2.1㊀实验方法采用1050ħ+45min 淬火后进行端淬试验,试样尺寸为Φ25mm ˑ100mm 的圆棒;对H13钢进行调质处理,试样尺寸为10mm ˑ10mm ˑ55mm,淬火工艺为:1050ħ下保温45min,采用水冷㊁风冷㊁空冷三种方式冷却至室温,检测试样淬火态的力学性能,确定一种合适的冷却方式,进行630ħ㊁650ħ下保温100min 回火处理,再次进行力学性能检测,对比分析调质工艺参数对力学性能的影响㊂将淬火和回火后的试样制成标准拉伸试样和标准V 形缺口冲击试样㊂拉伸和冲击实验分别在WAW-300万能试验机和JB-30B 冲击试验机上完成㊂利用HYHRS-45A数显表面洛氏硬度计测试试样的硬度㊂2.2㊀端淬试验端淬试验结果见表5,可知最高硬度为53.4HRC,50mm处仍保持45HRC以上的较高硬度,与图4模拟计算结果差别不大㊂2.3㊀淬火实验试样在不同冷速下的力学性能如表6所示,由于采用小试样进行热处理,空冷时的冷却速度应大于1ħ/s㊂三种冷却方式得到的力学性能差别不大,随着冷速的提升强度和硬度略有升高,与表3中的计算结果一致㊂表5㊀端淬试验结果Table5㊀End quenching test results HRC项目距离/mm1.5 3.0 5.07.09.011.013.015.020.025.030.035.040.045.050.0硬度52.053.453.252.953.153.052.452.251.350.548.747.446.446.245.7表6㊀不同冷却速度下的力学性能Table6㊀Mechanical properties at different cooling rates冷却方式水冷风冷空冷屈服强度/MPa148914541436抗拉强度/MPa156715351524硬度/HRC52.451.751.52.4㊀回火实验试样回火工艺后的力学性能见表7㊂由表7可知,随着回火温度的增加,试样的冲击韧性提高,但强度下降㊂现企业所需调质工艺参数为1050ħ+45min淬火,630ħ+100min回火㊂表7㊀回火工艺后的力学性能Table7㊀Mechanical properties after tempering process温度/ħ屈服强度/MPa抗拉强度/MPa延伸率/%平均冲击功/J(纵向全尺寸)硬度/HRC650ħ回火75692118.060/59/6634/34 630ħ回火934114315.017/20/1936/363㊀结㊀论1)H13钢室温下平衡相组织主要由92.20%F+ 6.67%M23C6+0.46%M2(C,N)+0.33%G-PHASE 相组成,H13钢的固态相变点:A3ʈ865.3ħ, A1ʈ823.8ħ;在奥氏体化过程中,H13钢的A c3㊁A c1和奥氏体均匀化的温度随着加热速度的提高而升高㊂2)在连续冷却过程中,随着冷速的提高,H13钢的屈服强度㊁抗拉强度和硬度不断提高;当冷却速度大于0.02ħ/s时,会得到马氏体组织;当冷却速度大于1ħ/s时,常温下,得到的显微组织主要为马氏体+少量奥氏体,强度和硬度变化不大㊂3)端淬实验验证H13钢经1050ħ淬火后得到的最高硬度为53.4HRC,50mm处仍保持45HRC以上的较高硬度,与JMatPro计算结果差别不大;不同冷却速度淬火后的力学性能与计算结果基本一致㊂4)企业所需调质工艺参数为(1050ħ+45min 淬火,630ħ+100min回火)可行㊂但根据模拟计算分析,H13钢的调质工艺参数尚可进一步优化㊂参考文献:[1]张雪姣,张心金,李晗,等.H13及其改进热作模具钢热力学动力学计算[J].一重技术,2022(3):22-27. [2]李绍宏,何文超,张旭,等.H13型热作模具钢表面改性技术研究进展[J].钢铁,2021,56(3):13-22;40. [3]邓名洋.H13热作模具钢热处理工艺研究[J].山西冶金,2022,45(1):74-78.[4]LI E,LI C S,HAN Y H,et al.Dendrite structure and mi-crohardness of as-cast4Cr5MoSiV1steel between different homogenisation processes[J].Materials science and tech-nology,2021,37(18):1465-1475.[5]佟倩,马跃,孙齐松,等.H13钢热锻模具早期失效的原因[J].机械工程材料,2020,44(增刊2):39-41. [6]赵亮,顾艳.H13钢挤压模失效分析[J].热处理, 2020,35(3):42-45.[7]吴晓春,左鹏鹏.国内外热作模具钢发展现状与趋势[J].模具工业,2013,39(10):1-9.(下转第90页)[18]韩明亮,毛利军,仝均,等.大蒜素提取与合成研究进展[J].中国调味品,2012,37(11):19-22. [19]陈敏,杨晓凤,宋君.大蒜素的高效提取工艺研究[J].中国调味品,2018,43(8):53-56. [20]韩明亮,毛利军,仝均,等.大蒜素提取与合成研究进展[J].中国调味品,2012,37(11):19-22.[21]黄升日.蒜皮中大蒜素提取工艺优化及其抑菌研究[D].延吉:延边大学,2021:1-60.[22]朱君芳,许建,高杰.丙酮酸差量法测定大蒜中大蒜辣素含量方法的建立[J].食品与发酵工业,2015, 41(11):148-151.[23]赵凤岭,陆明旦,于慧,等.大蒜的保健作用及大蒜素的提取[J].山东轻工业学院学报(自然科学版), 1997,11(1):70-72.[24]李琪,张慧,安超,等.响应面法优化苦瓜甙的提取工艺及其HPLC测定[J].安徽农业大学学报,2022,49(1):175-180.[25]李文清.大蒜素的合成㊁转化及其稳定性研究[D].广州:暨南大学,2015:1-98.[26]柳明,杨磊,王华,等.有机元素检测仪器在石油化工行业的需求和应用现状[J].广东化工,2022,49(4):86-88.[27]秦宇,华宗,张敏,等.响应面法优化日本蛇菰多糖脱色㊁脱蛋白工艺[J].食品工业科技,2022,40(1):1-20.[28]陈丽楠,彭飞,靳长迎,等.响应面法优化板栗苞中抑制痢疾杆菌活性成分的提取工艺[J].精细化工, 2023,40(1):101-108.[29]张秀娟,刘治廷,杨诗涵,等.超声波辅助酶法提取蓝莓果渣花色苷的工艺优化及降解动力学[J].精细化工,2022,39(10):2069-2077.[30]孙国艳,李华,杨长花,等.响应面法优化淫羊藿总黄酮的提取工艺[J].化学与生物工程,2022,39(11): 37-41.[31]张晨,赵金,严俊杰,等.响应面法优化黑皮鸡枞总黄酮提取工艺[J].中国调味品,2022,47(11):138-143.[32]刘云芬,郭珍红,殷菲胧,等.响应面优化微波-压热法制备马蹄抗性淀粉的工艺研究[J].食品研究与开发,2022,43(21):74-82.[33]姚鹏程,王鑫,吴媛媛,等.响应曲面法优化可溶性膳食纤维提取工艺条件[J].农产品加工,2018(3): 26-30.[34]张雪松,刘海燕,周燕,等.响应面优化酶法提取葛根黄酮[J].中国食品添加剂,2018(2):55-66. [35]于德涵,苏适,王喜庆,等.响应曲面优化离子液体-微波辅助提取黑豆皮中花青素的工艺研究[J].食品研究与开发,2020,41(16):120-125.(上接第64页)[8]王雅静,刘宗昌,段宝玉.H13钢淬火-回火工艺及组织的研究[J].热处理,2013,28(4):26-31. [9]徐慧.H13钢高温淬回火后奥氏体晶粒度对强韧性的影响[J].热加工工艺,2015,44(12):226-229. [10]WANG Y L,SONG K X,ZHANG Y M.High-temperaturesoftening mechanism and kinetic of4Cr5MoSiV1steelduring tempering[J].Materials research express,2019, 6(9):96513.[11]王景琨,黄海,樊湘芳,等.回火工艺对Cr-Mo-V钢组织和力学性能的影响[J].机械工程师,2022(4): 26-28.[12]王景琨,樊湘芳,李端正,等.965MPa级低合金Cr-Mo-V钢调质工艺优化实验研究[J].南华大学学报(自然科学版),2021,35(6):72-78. [13]赵忠魁.金属材料学及热处理技术[M].北京:国防工业出版社,2012:4-10.[14]蔺虹宾,吴代建,彭显平.利用JMatPro软件对低合金耐磨钢热处理参数的计算[J].热加工工艺, 2015,44(4):76-78;82.[15]李勇,陈晶芳.淬火回火工艺对H13钢组织及硬度性能的影响[J].浙江工贸职业技术学院学报, 2014,14(4):58-60.。

高温扩散-超细化H13模具钢的组织和性能

高温扩散-超细化H13模具钢的组织和性能

表l试验m3模具钢的化学成分/%
T曲Ile l Chemi∞l comp惦iⅡo璐of ten die stI嘲H13/%
勰1.12 编号
Si
Mn

Mo cr



o.29 1.02 1.30 5.15 o.40 o.009 o.021
%嘉霆菱薹‘1.12 o.30 1.∞1.32 5.12 o.40 o.olo o.眈l
表2非高温扩散-超细化(A)和高温扩散-超细化处理(B)
m3模具钢的冲击性能 Table 2 T0ughⅡ嘲of∞n high tempet劬雌d辑礅d-驰
perfiniⅡg tr朗ted(A)and higIl temperature diⅡ慨d·super.
nniIIg t弛ated(B)die st蚀I m3.柚耻aled and quenched—
第29卷第3期 2008年6月
SPE特C工殊A钢L吼EL
V01.29.No.3 June 2008·63·
·组织和性能·
高温扩散.超细化H13模具钢的组织和性能
李凤艳1·2马党参2陈再枝2刘建华2 雍岐龙1。康卓1·2
(1昆明理工大学材料与冶金工程学院,昆明650093;2钢铁研究总院结构材料研究所,北京100081)
查要竺垩氅竺!
图l H13模具钢铸态组织
部分溶解,而大颗F殛】_0。二’吼孟忑’掣耋:蔷=m3
·64·
特殊钢
第29卷
图2 H13模具钢材碳化物形貌,SEM:(a)一非高温扩散-超细化,退火;(b)-非高温扩散-超细化,淬、回火;(c).高温扩散超细化处理,退
火;(d)一高温扩散一超细化处理,淬、回火
f脚h8leldi-n踟g砸pe呲而ncid“,gq廿Il℃∞acthede.d¨彻d眦tleeIdn;pe(rce)d-n加IIi曲tcmp蜘咖∽di缶J8ed一明pel6ningtre毗ed,qIl即ch。d衄dtempered,(d)“iglIt啪pemtIlred瓶lsed一鲫一

钢在热处理冷却时的组织转变

钢在热处理冷却时的组织转变

钢在热处理冷却时的组织转变相图只适用于缓慢冷却,而实际热处理则是以一定的冷却速度来进行的,所以出现C曲线。

一、A冷却C曲线转变温度与转变时间之间关系的曲线。

1. 等温冷却C曲线将钢急冷到临界温度以下某一温度,在此温度等温转变,在冷却过程中测绘出过冷A 等温转变图。

2.连续冷却C曲线将钢在连续冷却的条件下转变,此时测绘出的冷却二、等温冷却C曲线过冷A等温转变图可综合反映过冷A在不同过冷度下的等温转变过程,转变开始和终了时间,转变产物类型以及转变量与温度和时间的关系等,由于等温转变图通常呈“C”形状,所以也称C曲线,另外还称TTT 图,现以共析钢为例来说明TTT图的建立.1.相图的建立① 把钢材制成Φ10×1.5mm的圆片试样,分成若干组② 取一组试样,在盐炉内加热使之A化.③ 将A化后的试样快速投入 A1 以下某一温度的浴炉中进行等温转变④ 每隔一定时间取出一个试样急速淬入水中,而后将各试样取出制样,进行组织观察.当在显微镜下观察发现某一试样刚出现灰黑色产物时,所对应的等温时间就是A开始转变时间,到某一试样未有M出现时,所对应的时间为转变终了时间。

共析碳钢等温转变图(C曲线)将其余各组试样,用上述方法,分别测出不同等温条件下A转变开始和终了时间,最后将所有转变开始时间点和终了时间点标在温度、时间(对数)坐标上,并分别连接起来,即得C曲线.2. 图形分析3. 等T转变特点① 过冷到A1以下的A处于不稳定状态,但不立即转变,而要经过一段时间才开始转变,称为孕育期。

孕育期越长,过冷A越稳定,反之,则越不稳定。

② 鼻点:550℃ 最不稳定,转变速度最快③ C形状原因过冷度和原子扩散为两个制约因素在A1~ 550℃区间,随过冷度增大,原子扩散较快,转变速度较快。

550℃以下,随过冷度增大,原子扩散速度越来越慢,因而转变速度减慢。

4. 相变特点① 高温转变-- P转变(Ar1~ 550)A→F+Fe3C(片层相间平行排列的机械混合物)温度A相变层片间距HRCAr1~600℃A→P0.4mm20650℃~600℃A→S0.4~0.230600℃~550℃A→T0.240② 中温转变—贝氏体转变( 550℃~240℃ )A→ B (F+Fe3C),其中F具有一定过饱和度A→ B上(550℃~350℃ )羽毛状Fe3C以较粗大片状分布在较宽的F片之间,易发生脆断 ,HRC=45 。

CCT图与TTT图的比较分析(精)

CCT图与TTT图的比较分析(精)

混合组织,可以把连续转变看作无数个微小等温转变
的总和。
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
(3)共析钢与过共析钢的CCT图无贝氏体转变而TTT图有 。这是由于奥氏体的碳浓度高,使贝氏体转变的孕育期 延长,在连续冷却时贝氏体转变来不及进行便已冷却至 室温。
(4)CCT曲线获得困难,TTT曲线容易测得。可用TTT曲
线定性说明连续冷却时的组织转变情况。方法是将CCT 曲线绘在TTT曲线上,依其与TTT 曲线交点的位置来说 明最终转变产物。
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
金属材料与热处理课程
CCT图与TTT图的比较分析
主讲教师:张恩耀 西安航空职学资源库
CCT图与TTT图的比较分析
以共析钢为例:
(1)CCT曲线位于TTT曲线右下方,表明在连续冷却转
变过程中过冷奥氏体转变温度低于等温转变,且孕育 期较长。其它钢种也有类似规律。 (2)TTT图的临界冷却速度为CCT图的1.5倍:等温转 变的产物为单一组织,而连续冷却转变的产物可能是

ttt曲线和cct曲线的异同点

ttt曲线和cct曲线的异同点

ttt曲线和cct曲线的异同点"TTT 曲线" 和"CCT 曲线" 是金相学(金属相变学)中用于描述材料相变行为的两种曲线。

它们分别代表了材料的时间-温度转变(Time-Temperature-Transformation,TTT)和连续冷却转变(Continuous Cooling Transformation,CCT)行为。

下面是它们之间的异同点:TTT 曲线(Time-Temperature-Transformation):1.定义:•TTT 曲线表示在一定温度下,材料在不同时间内的相变情况。

它描述了在给定温度下,材料由一种相变为另一种相所需的时间。

2.测定条件:•TTT 曲线通常是在等温条件下绘制的,即在恒定的温度下观察相变的时间演变。

3.特点:•TTT 曲线的特点是包含明显的时间因素,可以用于预测材料的相变行为在不同时间尺度上的变化。

CCT 曲线(Continuous Cooling Transformation):1.定义:•CCT 曲线表示在不同冷却速率下,材料在温度范围内的相变行为。

它描述了材料在不同冷却速率下的相变特性。

2.测定条件:•CCT 曲线通常是在连续冷却条件下绘制的,即材料从高温状态开始,通过不同的冷却速率迅速冷却到室温。

3.特点:•CCT 曲线更强调冷却速率对相变的影响,因此对于理解材料在实际制造过程中的相变行为更具有实际意义。

共同点:1.相变描述:•两者都用于描述材料的相变行为,特别是在固态相变中的表现。

2.热处理指导:•TTT 和CCT 曲线都对热处理工艺提供了有用的信息,帮助确定适当的处理参数以实现所需的性能。

3.金相学应用:•TTT 和CCT 曲线都是金相学和材料科学中的重要工具,用于研究和理解金属和合金的固态相变行为。

总体而言,TTT 和CCT 曲线提供了对材料在不同温度和冷却速率下的相变行为的详细了解,对于优化材料热处理工艺和预测性能至关重要。

钢连续冷却转变图CCT曲线

钢连续冷却转变图CCT曲线
钢连续冷却转变图(CCT曲线) 的测定
实验目的
? 1.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;
? 2. 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;
基本原理:
? 钢中相的密度顺序是: 马氏体<铁素体<珠光体<奥氏体
40CrMoA钢CCT曲线
共Hale Waihona Puke 钢CCT曲线图亚共析钢(含碳 0.19%)CCT曲线
过共析钢(含碳1.03%)CCT 曲线图
三. 实验设备及材料
? 1. Gleeble3500热模拟机 ? 2 1CrMn钢
实验结果与分析:
? 1.画出热膨胀曲线( x轴温度, y轴膨胀 量),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.汇合3组数据(1至3组为一种,4至6为 另一种),绘在“时间对数x-温度y”的 坐标中,标出转变温度,相应曲线的冷 却速度,得到钢的连续冷却曲线图
思考题
? 本次实验样品与上次高温拉伸样品的区 别是什么?
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相关文档
最新文档