最新5.在变形条件下的相变
第三章 形变奥氏体相变
3.1.2从部分 部分再结晶奥氏体晶粒生成 部分 铁素体晶粒
• 部分再结晶奥氏体晶粒由两部分组成：再结晶晶粒、未再结 晶晶粒。 • 再结晶的 再结晶的晶粒细小，在其晶界上析出的铁素体往往也较细小 细小。 细小 而未再结晶的晶粒 未再结晶的晶粒受到变形被拉长，晶粒没有细化，因此铁 未再结晶的晶粒 素体成核位置可能少，容易形成粗大的 粗大的铁素体晶粒和针状组 粗大的 织。 • 从部分再结晶奥氏体晶粒生成的铁素体是不均匀的 不均匀的，这种不 不均匀的 均匀性对强度影响不太大、但对材料的韧性有较大的影响 韧性有较大的影响。 韧性有较大的影响 • 如果在部分再结晶区进行多道次轧制，再结晶体积分数可 体积分数可 能增大，直至最后形成全部 全部均匀细小的奥氏体晶粒。也可能 能增大 全部 由于轧制温度逐渐下降，最后未能达到奥氏体完全再结晶。 但这时部分再结晶晶粒的平均晶粒尺寸减小 平均晶粒尺寸减小或晶粒中的未再 平均晶粒尺寸减小 结晶晶粒受到了比较大的变形，晶粒不仅被拉长，晶内还可 能出现较多的变形带 变形带，转变后亦能得到细小的铁素体晶粒， 变形带 整个组织的均匀性和性能都能改善。
• •
热轧条件对魏氏组织的影响
• 转变前的奥氏体晶 粒直径与转变后的 铁素体晶粒直径之 比DA/DF称为转换比 转换比 • 奥氏体即使细化到 10 10级，铁素体晶粒 也只细化到10.5级。 10.5 因此为了使铁素体 晶粒进一步细化， 必需在此基础上再 进行奥氏体未再结 奥氏体未再结 奥氏体 晶区的控制轧制 的控制轧制。 晶区的控制轧制
3.1.3从未再结晶奥氏体生成的铁素 体晶粒
• 形核：在未再结晶奥氏体中由于有变形带的存在，铁素体 不仅在晶界 晶界上成核而且在变形带 变形带上成核。 晶界 变形带 a.在变形带上形成的铁素体晶粒细小（2-10µm)，成点列状 析出。 b. 从奥氏体晶界生成的铁素体晶粒在奥氏体晶粒的中间互相 碰撞时就停止成长。即铁素体晶粒是以伸长了的奥氏体晶 碰撞时就停止成长 粒短轴尺寸之半 短轴尺寸之半中止其成长的。其结果就是突破了单纯细 短轴尺寸之半 化再结晶奥氏体晶粒而使铁素体晶粒细化的限度，得到了 细小的铁素体晶粒。 • 变形带 变形带上的铁素体先行析出并且细小，而不在变形带 细小， 细小 而不在变形带上的 奥氏体转变较晚，转变后会形成较前者粗的铁素体晶粒。 粗的铁素体晶粒。 粗的铁素体晶粒 结论：因此在未再结晶区轧制既有可能得到均匀细小的铁素 既有可能得到均匀细小的铁素 体晶粒，也有可能得到粗细不均的混晶铁素体晶粒。 体晶粒，也有可能得到粗细不均的混晶铁素体晶粒 • 关键在于能否在未再结晶区中得到均匀的变形带 均匀的变形带。 均匀的变形带
物理学中的相变现象
物理学中的相变现象相变现象是物质在一定条件下由一种状态转变为另一种状态的过程。
物理学中广泛研究的相变现象包括固体与液体之间的熔化，液体与气体之间的沸腾，气体与液体之间的凝结等。
这些相变现象在我们日常生活中随处可见，对于我们理解物质性质以及应用于科学技术发展都具有重要意义。
1. 相变现象的定义与分类相变是物质在特定条件下由一个平衡状态转变为另一个平衡状态的过程。
根据物质在相变过程中的物理性质变化，相变可以分为一级相变和二级相变。
一级相变，也称为凝固和熔化，是指物质在相变过程中伴随着结晶或熔解现象。
一级相变通常发生在恒定温度下，物质在相变过程中吸收或释放潜热。
二级相变，也称为液-气相变和铁磁-顺磁相变，是指物质在相变过程中伴随着物理性质的连续变化。
二级相变通常发生在一定温度范围内，并且不 Begingroup 只有潜热的吸收或释放，还 Begingroup Begingroup Begingroup 伴随着物质的磁性、电性等性质的变化。
2. 相变现象的原理相变现象的实现取决于物质内部的微观结构和外部条件的作用。
相变过程中，物质的内部结构发生改变，其背后的原理主要有两种解释：热力学解释和动力学解释。
热力学解释认为相变是由于物质在不同状态之间的平衡态发生变化所引起的。
根据热力学第一定律，相变过程中的能量变化由物质的内能和对外界做功两部分构成。
当物质由一个平衡态向另一个平衡态转变时，其内能和对外界做功的总量保持不变。
动力学解释认为相变是由于物质内部的微观结构转变为新的有序结构所引起的。
在相变过程中，物质的微观结构通过一系列分子间的相互作用而发生改变，最终形成新的平衡态。
3. 相变现象的应用相变现象广泛应用于科学技术和日常生活中的许多领域。
冰的融化过程是人们常见的相变现象，利用冰的融化特性可以制冷、降低温度。
在制冷设备中，冰的融化吸收热量，从而实现对物体的冷却。
此外，在保鲜和冷藏过程中，冰的融化也被广泛应用。
控轧控冷-3
变形条件对Ar3温度的影响
变形对Ar3温度的影响有两 种情况： 一种是在奥氏体再结晶区 变形后造成奥氏体晶粒的细 化，从而影响Ar3温度。 另一种情况是在奥氏体未 再结晶区变形后造成变形带 的产生和畸变能的增加，从 而影响Ar3温度。通常把这 种情况造成的影响称为形变 诱导相变。
• 加热温度的影 响 • 轧制温度的影 响 • 变形量的影响 • 冷却速度的影 响
从再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒
大量试验证明，钢中魏氏组织的形成主要取决于钢 的化学成分，奥氏体晶粒的大小和冷却速度。
在亚共析钢中最容易形成魏氏组织的含碳量范围为 0.15~0.5 ％。因为低于 0.15 ％ C ，由于块状铁素体 的发展妨碍了魏氏组织的形成。而大于0.5％C的钢， 由于网状铁素体形成后珠光体很快就形成了，也阻 碍了魏氏组织的形成。 再者，按照铌钢>普碳钢>钒钢的顺序，铌钢最容易 生成魏氏组织。
3.2 变形条件对奥氏体相变的影响
一、变形条件对奥氏体向铁素体转变温度Ar3的影响
二、变形条件对奥氏体向珠光体、贝氏体转变的影响
变形条件对奥氏体向铁素体 转变温度Ar3的影响
由于在奥氏体未再结晶区轧制实现Ⅱ型转变能 获得细小的铁素体晶粒，同时又由于在奥氏体未再 结晶区轧制与在奥氏体 +铁素体区（即A+F的两相 区）中的轧制的结果是不同的，因此准确地确定奥 氏体向铁素体转变温度Ar3是有实际意义的。 测定变形条件下Ar3温度的方法
从部分再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒
再结晶的晶粒细小，在其晶界上析出的铁素体往往也较细 小。而未再结晶的晶粒受到变形被拉长，晶粒没有细化。 因此铁素体成核位置可能少，容易形成粗大的铁素体晶粒 和针状组织。所以从部分再结晶奥氏体晶粒生成的铁素体 是不均匀的，这种不均匀性对强度影响不太大。但对材料 的韧性有较大的影响，因此是不希望的。 如果在部分再结晶区进行多道次轧制，由于轧制温度逐渐 下降，最后未能达到奥氏体完全再结晶。但这时部分再结 晶晶粒的平均晶粒尺寸减小或晶粒中的未再结晶晶粒受到 了比较大的变形，晶粒不仅被拉长，晶内还可能出现较多 的变形带。因此转变后亦能得到细小的铁素体晶粒，整个 组织的均匀性和性能都能得到改善。
3、在变形条件下的相变
3.4 铁素体的变形和再结晶 3.4.1 铁素体在热加工中的组织变化 （1）铁素体加工时的动态软化方式是动态回复与动态多边形化， ）铁素体加工时的动态软化方式是动态回复与动态多边形化， 没有动态再结晶。 没有动态再结晶。 （2）温度高或变形速度低形成的亚晶尺寸粗大，而与变形量无关。 ）温度高或变形速度低形成的亚晶尺寸粗大，而与变形量无关。 但是当应力未达到稳定值之前，亚晶尺寸与变形量是有关的， 但是当应力未达到稳定值之前，亚晶尺寸与变形量是有关的，变 形量增大，亚晶数量增多，亚晶尺寸减小。 形量增大，亚晶数量增多，亚晶尺寸减小。 3.4.1 在变形间隙时间里铁素体发生的组织变化 发生静态的回复和再结晶软化过程 铁素体再结晶后的晶粒大小：形变可以细化铁素体晶粒， 铁素体再结晶后的晶粒大小：形变可以细化铁素体晶粒，形变量 增大，再结晶晶粒不断细化。当流变应力达到稳定值后， 增大，再结晶晶粒不断细化。当流变应力达到稳定值后，变形量 对再结晶晶粒尺寸的作用逐渐减弱，直到最后不发生作用， 对再结晶晶粒尺寸的作用逐渐减弱，直到最后不发生作用，再增 加变形量也不能细化铁素体晶粒。 加变形量也不能细化铁素体晶粒。
3、在变形条件下的相变
变形后的奥氏体向铁素体的转变（ 3.1 变形后的奥氏体向铁素体的转变（A→F） 3.1.1 从再结晶奥氏体晶粒生成铁素体晶粒 （1）铁素体晶粒优先在奥氏体晶界上形成，一般在晶内不成核。 ）铁素体晶粒优先在奥氏体晶界上形成，一般在晶内不成核。 也有针状的（魏氏组织铁素体）。 （2）有块状（等轴）的，也有针状的（魏氏组织铁素体）。 ）有块状（等轴） （3）魏氏组织的形成主要取决于钢的化学成分，奥氏体晶粒的大 ）魏氏组织的形成主要取决于钢的化学成分， 小和冷却速度。 小和冷却速度。 在亚共析钢中最容易形成魏氏组织的含碳量范围为：0.15～ 在亚共析钢中最容易形成魏氏组织的含碳量范围为：0.15～ 0.5%； 0.5%； 铌钢最容易生成魏氏组织； 铌钢最容易生成魏氏组织； 奥氏体晶粒小于5级（大于40µm）易于生成魏氏组织； 奥氏体晶粒小于5 大于40µ 易于生成魏氏组织； 40 增加冷却速度会促进魏氏组织的形成。 增加冷却速度会促进魏氏组织的形成。 （4）随着奥氏体晶粒的细化，铁素体晶粒也按比例地细化。 ）随着奥氏体晶粒的细化，铁素体晶粒也按比例地细化。
钢材控制轧制和控制冷却技术
2）一道次压下率越大，越易产生变形带，越易获得均匀组织。 ）一道次压下率越大，越易产生变形带，越易获得均匀组织。 体晶粒尺寸（ ） ⑤、未再结晶区材料强度由固溶强化（ σ sh）和F体晶粒尺寸（d） 未再结晶区材料强度由固溶强化（ 体晶粒尺寸 等决定。 等决定。
§2控轧控冷理论
3、变形条件对A 变形条件对A
→ P转变的影响
r1的影响
变形使P体转变加速，从而使钢的淬透性变坏。 （1）、变形使P体转变加速，从而使钢的淬透性变坏。 （2）、变形对A 变形对A
§2控轧控冷理论
4、铁素体的变形与再结晶 （1）F体热加工中的组织变化 ①、F体热加工应力—应变曲线 体热加工应力 应变曲线 ②、F体热加工软化方式 ③、亚晶尺寸d 亚晶尺寸d （2）F体在变形间隙时的组织变化 ①、F体发生静态回复和再结晶软化 1）静态再结晶有条件的： > ε s 静态再结晶有条件的： ε 为临界值） （ε s为临界值） 2）影响静态再结晶的因素 ②、F体再结晶晶粒大小
§2控轧控冷理论
（2）位错强化 加工硬化是位错强化的外部表现 （3）沉淀强化 低合金钢中加入微量Nb、 低合金钢中加入微量Nb、V、Ti等元素，可形成碳化物、氮化物或碳氮化 Nb Ti等元素，可形成碳化物、 等元素 物，在轧制时或轧后冷却时，它仍析出 在轧制时或轧后冷却时，它仍析出——第二相沉淀强化 第二相沉淀强化 （4）晶界强化 晶粒越细小，晶界相对越多，晶界对为错的运动的阻力越大。 晶粒越细小，晶界相对越多，晶界对为错的运动的阻力越大。 1 霍尔—佩奇公式： 霍尔 佩奇公式： σ s = σi + Ki D 佩奇公式
相变知识点总结
相变知识点总结一、相变的基本概念相变是指物质在一定条件下由一种物态转变为另一种物态的过程。
在常见的物质中，我们可以观察到凝固、熔化、汽化和凝结等相变现象。
从微观的角度来看，相变是由于物质微观结构发生改变所引起的。
在相变过程中，物质的分子和原子之间发生重新排列，从而导致了物质性质的改变。
1. 凝固：当物质从液态转变为固态时，称为凝固。
在凝固的过程中，物质的分子或原子重新排列成规则的晶体结构，形成了固体的状态。
例如，水在温度低于0℃时会凝固成冰。
2. 熔化：当物质从固态转变为液态时，称为熔化。
在熔化的过程中，物质的分子或原子逐渐失去有序排列，形成了液体的状态。
例如，冰在温度高于0℃时会熔化成水。
3. 蒸发：当物质从液态转变为气态时，称为蒸发。
在蒸发的过程中，液体表面的分子会获得足够的能量，从而克服表面吸附力，逸出液体表面成为气体。
例如，水在加热的过程中会发生蒸发。
4. 凝结：当物质从气态转变为液态时，称为凝结。
在凝结的过程中，气体中的分子会失去足够的能量，从而聚集在一起形成液滴。
例如，水蒸气在冷却的过程中会凝结成水滴。
二、相变的特点相变具有以下几个特点：1. 温度不变：在相变的过程中，物质的温度不发生变化。
这是因为相变过程中，吸收的热量用于克服分子间的相互作用力，而不是用于提高温度。
因此，相变过程中的温度保持不变。
2. 热量变化：相变过程中，物质吸收或释放的热量称为相变潜热。
相变潜热是使单位质量物质发生相变所需要的热量。
凝固和凝结过程中，物质释放热量；熔化和蒸发过程中，物质吸收热量。
3. 对外界压力的依赖性：相变的过程受外界压力的影响。
一般来说，增加外界压力会使物质的凝固点和熔化点升高，蒸发点和凝结点降低。
这是因为在高压下，分子活动受到限制，所以相变需要更高的温度或更低的温度才能发生。
三、相变的图像表示相变的过程可以用相变图来表示，相变图是表示物质在不同温度和压力条件下的各种物态之间的转变关系的图表。
第3章 变形条件下的相变
低(超低)碳贝氏体钢
低(超低)碳贝氏体钢由于其冷却速度不同、形成的过程不同,因而在形貌、 亚结构、位错密度等均不尽相同。 低(超低)碳贝氏体钢的显微组织有贝氏体板条、板条束、粒状贝氏体等。 其中拉状贝氏体是由板条状铁素体和板条间呈方向性分布的马氏体-奥氏体 (M-A)小岛组成,是在中温区较低温度下等温或较快冷却时形成的。 低(超低)碳贝氏体钢的碳含量目前已降到0.5%左右,通常冷却条件下不 生渗碳体, 传统意义上的铁素体/渗碳体组织已经不复存在。因此碳的危害, 碳体对贝氏体韧性的影响等问题已完全消除,钢材焊接性能极佳,焊接时的热 影响粗晶粒区,在各种冷却条件下都可得到极高韧性的贝氏体组织,钢板冲击 转变温度可以降到-60℃左右,韧性明显高于普通的低合金高强度钢。但是低 碳却造成钢的强度损失。因此低碳贝氏体钢的高强度只能通过其他方法来 得,主要是高位错密度贝氏体细化和析出强化。 为使低碳贝氏体钢有高的强度和良好韧性,在低碳贝氏体的生产加工中 有三点关键: (1)合理的成分设计,特别是微量铌和钛、钒、硼、铜、锰等元素的合理应用。 它们能起到抑制奥体再结晶、扩大奥氏体未再结晶区以细化晶粒和提高钢 淬透性、提高析出强化效应的作用。
G.Glove 研究高纯铁 变形时发现： Z ＜ Zc 时 动 再结晶； Z ＞ Zc时动态 回复。 IF 钢 的 动态再结晶 等。
存在明显的 应力峰值， 动态再结晶 迹象，不连 续动态再结 晶。
2、变形间隙时间内铁素体组织变化
铁素体在变形的间隙时间里将发 生静态的回复和再结晶软化过程。 条件：ε＞εc时发生静态再结晶； ＜εc时静态回复 静态再结晶动力学方程：x=1-exp(-ktn) 静态再结晶晶粒尺寸取决于形变量， 形变量越大，晶粒越细。
4、冷却速度对Ar3的影响
智能材料与结构基础知识单选题100道及答案解析
智能材料与结构基础知识单选题100道及答案解析1. 智能材料的主要特征不包括（）A. 感知功能B. 自修复功能C. 不可重复性D. 响应功能答案：C解析：智能材料具有感知、自修复和响应等功能，具有可重复性。
2. 以下哪种材料不属于智能材料（）A. 形状记忆合金B. 普通钢铁C. 压电陶瓷D. 电流变液答案：B解析：普通钢铁不具备智能材料的特性，形状记忆合金、压电陶瓷和电流变液都属于智能材料。
3. 智能结构中用于检测应变的常用传感器是（）A. 温度传感器B. 压力传感器C. 应变传感器D. 湿度传感器答案：C解析：应变传感器专门用于检测应变。
4. 形状记忆合金的记忆效应源于（）A. 晶体结构的相变B. 化学成分的变化C. 温度的改变D. 外力的作用答案：A解析：形状记忆合金的记忆效应是由于其晶体结构在不同条件下发生相变。
5. 压电材料的压电效应是指（）A. 压力产生电荷B. 电荷产生压力C. 压力改变电阻D. 电阻改变压力答案：A解析：压电材料在受到压力作用时会产生电荷。
6. 以下哪种不是电流变液的组成成分（）A. 基础液体B. 金属颗粒C. 表面活性剂D. 陶瓷颗粒答案：D解析：电流变液通常由基础液体、金属颗粒和表面活性剂组成，不包含陶瓷颗粒。
7. 智能材料在航空航天领域的应用不包括（）A. 飞行器机翼的自适应变形B. 航天器的隔热C. 发动机的自修复D. 卫星的通信答案：D解析：卫星的通信不属于智能材料在航空航天领域的直接应用。
8. 磁流变液的性能主要取决于（）A. 磁场强度B. 液体的粘度C. 固体颗粒的大小D. 温度答案：A解析：磁流变液的性能受磁场强度的影响很大。
9. 自修复材料的自修复机制通常基于（）A. 化学反应B. 物理变化C. 生物过程D. 人为干预答案：A解析：自修复材料的自修复通常是通过化学反应实现的。
10. 以下哪种智能材料常用于减震控制（）A. 光导纤维B. 碳纤维C. 磁致伸缩材料D. 泡沫金属答案：C解析：磁致伸缩材料常用于减震控制。
大学材料科学基础第七章-相变
界面机制
在固态相变过程中，界面可以起 到重要的作用。界面可以促进原 子或分子的扩散和迁移，从而加 速相变的过程。
应力机制
在某些固态相变过程中，应力可 以起到驱动力的作用。当应力达 到一定的阈值时，固态相变就会 发生。源自THANKS感谢观看
功能材料制备
利用相变原理制备功能材 料，如形状记忆合金和磁 性材料。
能源存储与转换
利用相变原理进行热能存 储和转换，如潜热储能材 料。
02
固态相变
固态相变的分类
第一类固态相变
不涉及晶体结构的改变， 只涉及晶体中原子或分子 的重新排列。
第二类固态相变
涉及晶体结构的改变，如 从一种晶体结构转变为另 一种晶体结构。
在物质发生相变时，界面张力也会发生变化，影响相变过程。
04
气态相变
气态相变的分类
1 2
蒸发
物质从液态变为气态的过程，如水蒸发成水蒸气。
升华
物质从固态直接变为气态的过程，如冰升华成水 蒸气。
3
凝华
物质从气态直接变为固态的过程，如水蒸气凝华 成霜。
气态相变的驱动力
温度
温度的变化是气态相变的主要驱动力，温度升高会导致物质蒸发 或升华，温度降低会导致物质凝华。
热学性能
相变会改变材料的热膨胀系数、热导率和比 热容，影响其热稳定性。
磁学性能
某些材料在相变时会表现出明显的磁学性能 变化，如铁磁性或超导性。
材料性能的优化与相变
合金设计
通过调整合金成分，控制相变过程，优化材料的力学、热学和电 学性能。
物理学中的相变现象
物理学中的相变现象相变是物质由一种状态转变为另一种状态的过程，它在物理学中具有重要的意义。
相变现象不仅广泛存在于日常生活中，还在科学研究和技术应用中发挥着重要作用。
本文将介绍物理学中的相变现象，包括相变的定义、分类、基本原理、应用以及未来的研究方向。
一、相变的定义与分类相变指的是物质由一种相转变为另一种相的过程。
根据物质的性质和相变发生时的条件，相变可以分为凝固、熔化、汽化、凝析、升华和融解等不同类型。
1. 凝固：凝固是指物质从液态转变为固态的过程。
当物质受到足够的冷却或压力增加时，其分子将逐渐排列成规则的晶体结构，形成固体。
2. 熔化：熔化是固体物质在受热条件下由固态转变为液态。
当物质受到足够的加热时，分子的热运动增加，晶体结构逐渐破坏，从而形成液体。
3. 汽化：汽化是指液体物质在受热条件下由液态转变为气态。
当液体受到足够的加热时，其分子热运动增强，液体表面上的分子逐渐脱离，形成气体。
4. 凝析：凝析是气体物质在降温条件下由气态转变为液态。
当气体受到足够的冷却时，分子之间的相互作用增强，逐渐形成液滴。
5. 升华：升华是指固体物质在受热条件下由固态直接转变为气态，无液态过程。
当固体受到足够的加热时，分子热运动增强，直接从固态跳过液态，形成气体。
6. 融解：融解是指固体物质在受热条件下由固态转变为液态。
与熔化不同的是，融解是指非晶态或非晶态固体的相变过程。
二、相变的基本原理相变背后有着深入的物理原理，其中最重要的是热力学和统计物理学。
热力学研究了相变过程中的能量变化和物质的热力学性质，而统计物理学则从分子的角度解释了相变现象。
在物质的相变过程中，能量的改变起着关键作用。
相变过程中，物质吸收或释放潜热（latent heat），这是因为在相变过程中，分子之间的相互作用被改变所导致的。
根据热力学的第一定律，能量在相变过程中是守恒的，即吸热和放热的能量之和等于零。
统计物理学通过分子和宏观性质之间的关联来解释相变现象。
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在稳定阶段亚晶的尺寸与变形量无关 d-1 = a + blogZ
这说明在热加工过程中铁素体的亚晶不断的产生，又不断的原
地消失，位错的增殖速度与消失速度保持平衡
56
5.3.2 在变形间隙铁素体发生的组织变化
铁素体在变形间隙将发生静态回复与静态再结晶软化过程
ε＜ εs 时，发生静态回复 ε＞ εs 时，发生静态再结晶 变形量对静态再结晶有影响
1. 奥氏体向铁素体转变有几种类型?哪种类型的转变 2. 能得到细小的铁素体晶粒 ? 3. 2. 变形参数对奥氏体向铁素体转变温度A r3有何影
响? 4. 3. 采用怎样的工艺才能获得最细小的铁素体晶粒? 5. 4. 试比较奥氏体和铁素体的真应力-真应变曲线 .
结束语
谢谢大家聆听！！！
28
1 2 20
按上述分类，铁素体细化的程度： Ⅱ型＞ⅠB型＞过渡型＞ⅠA型 Ⅱ型最细 1
细化晶粒的途径： ⑴采用ⅠB型，细化再结晶奥氏体晶粒以获得细晶粒
铁素体 ⑵采用Ⅱ型，在奥氏体未再结晶的温度内进行强压
下，生成细晶粒铁素体
图2-41表示不同钢材变形75%时的轧制温度与转变类型
之间的关系。
1
实际生产要想在一道次中达到75%的变形是不可能的。
6
4．冷却速度的影响
V冷↑， A r3↓
56
5.2.3 相变温度A r3变化对组织结构的影响 铁在铁素体区中的自扩散系数比在奥氏体中高一个数量级 在同一温度下处于铁素体状态晶粒的长大要容易的多 在奥氏体再结晶区变形，由于奥氏体晶粒细化 → 导致A r3↑
轧后快冷 → 铁素体成核率↑ 、晶粒细化 阻止铁素体晶粒过分长大
奥氏体未再结晶区变形累积，经过多道次变形可以达到
75%甚至更大的变形量。
前提：奥氏体未再结晶区的温度区间要大
在含铌、钒、钛等微量元素的钢中易实现
普通的低碳钢要实现Ⅱ型控制轧制困难较大
1
5.2 变形条件对奥氏体向铁素体转变温度A r3的影响 5.2.1 测定变形条件下A r3温度的方法 1. 利用相变过程中材料发生的物理变化来测定
ε＜ εst 时，随ε↑，再结晶驱动力不断增加，再结晶速度大
大加快
6
ε＞ εst 时，随ε↑，静态再结晶速度维持一定。达到稳定阶段 后，位错的增殖速度与对消速度相平衡，再结晶的
驱动力维持恒值
εst —— 流变应力达到稳定阶段时的最小应变量
Hale Waihona Puke 1铁素体再结晶后的晶粒大小：
1
ε＜ εst 时，变形量增大再结晶晶粒不断细化 ε＞ εst 时，变形量对再结晶晶粒尺寸的作用
由于形成了均匀的铁素体+珠光体组织 Ⅲ阶段：相应于Ⅱ型相变，珠光体量有所减少
5.3 铁素体的变形与再结晶
5.3.1 铁素体热加工中的组织变化
铁素体热加工的真应力-真应变曲线
1
与奥氏体热加工的真应力-真应变曲线的最大不同点：
不出现应力峰值
动态软化方式：动态回复与动态多边化
没有动态再结晶
随ε↑，铁素体晶粒被拉长，但晶内仍为等轴的亚晶
奥氏体未再结晶区变形，形变诱导相变 →导致A r3↑ 由于轧制促进了相变，使铁素体的成核率大大提高，形成 了许多微细的铁素体，而且，F% ↑，P% ↓
图2-43示出了珠光体量随轧制温度的变化 5 分为三个阶段： Ⅰ阶段：相应于ⅠA型相变，珠光体团大且数量多 1
随轧制温度的降低而减少 Ⅱ阶段：相应于ⅠB型相变，珠光体量变化很小
使奥氏体晶粒细化。
2
前述三种类型的转变综合起来可用图2-39表示 1 转变可分为如下类型： ⅠA型：热轧后奥氏体发生再结晶，奥氏体晶粒度≤5级
魏氏组织铁素体和珠光体 形成魏氏组织倾向：铌钢＞普碳钢＞钒钢 ⅠB型：热轧后奥氏体发生再结晶，奥氏体晶粒度≥6级 等轴铁素体和珠光体的均匀组织 铁素体晶核基本上在奥氏体晶界上形成，原始奥氏体 晶粒愈细，转变后的铁素体也愈细。 再结晶型的控制轧制
Ⅱ型：热轧后奥氏体不发生再结晶
1
等轴铁素体和珠光体的均匀组织
未再结晶型的控制轧制
过渡型：热轧后奥氏体发生部分再结晶
两种情况：
①奥氏体再结晶晶粒按ⅠB型转变成细小的铁素体和珠光体
奥氏体未再结晶晶粒转变成魏氏组织和珠光体
②变形量大的奥氏体未再结晶晶粒按Ⅱ型转变成细小的铁素
体和珠光体
变形量小的奥氏体转变成魏氏组织和珠光体
逐渐减弱，直到最后不发生作用。
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5.4 在两相区（A+F）轧制时组织性能的变化 在两相区轧制时奥氏体和铁素体都发生变形 变形奥氏体：铁素体晶粒在变形带和晶界上成核，细小等轴 变形铁素体：晶粒被拉长，晶内产生细小的亚晶，位错密度高 含铌、钒、钛的钢：在低温区形变诱导析出碳化物 两相区轧制，有利于屈服强度增加（析出物增加，铁素体亚晶 量多且细小，位错密度增高等），同时，易形成织构，材料 的各向异性增加。
5.在变形条件下的相变
影响魏氏组织的因素：
①化学成分 C% = 0.15 ~ 0.5% 最易形成
铌钢＞普碳钢＞钒钢
②奥氏体晶粒大小 奥氏体晶粒小于5级（大于40μm）易于形成
③冷却速度 增加冷却速度，促使魏氏组织的形成
另：加快冷却速度可以细化铁素体晶粒，轧后快冷是有利的
前提：以不产生魏氏组织为限
奥氏体晶粒越细，含碳量越低→→形成魏氏组织的V冷越高 1 所以，为了细化铁素体晶粒，而又不导致魏氏组织形成，必须
1．加热温度的影响
影响 A r3温度 （称为形变诱导相变）
加热温度越高，原始奥氏体晶粒越粗大， A r3温度就越低
2．轧制温度的影响
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在高温侧，随 T轧℃↓， A r3↑，上升最高达100℃，达最高点 后随T轧℃↓， A r3 ↓ 如图2-38
3．变形量的影响
ε↑， A r3↑ 低温变形时变形量对A r3 的影响较大
① 冷却曲线法：相变时因放热使冷却速度变化 ② 膨胀法： 相变时材料体积发生膨胀变化 2. 利用材料组织性能的变化测定 ①织构法：在铁素体中轧制时产生{100}、{111}织构 ②硬度法：不同区中轧制时材料硬度变化 ③金相法：用显微镜观察材料是否析出铁素体
5.2.2 变形条件对A r3温度的影响 变形对A r3温度的影响有两种情况 ①在奥氏体再结晶区变形：奥氏体晶粒细化→影响 A r3温度 ②在奥氏体未再结晶区变形：变形带的产生、畸变能的增加→