第二章 奥氏体的形成.ppt

第二相粒子对晶界迁移的影响示意图 影响A长大的因素（II） 二、第二相颗粒 在实际材料中，晶界或晶内往往存在很多细小、 难溶的第二相沉淀析出颗粒，会阻止A晶粒长大， 对晶界起钉扎作用。 Fmax’＝3f γ/2r Fmax’ －单位面积的最大阻力, f－单位体积粒子数目 r－粒子半径， γ－界面能 当 f 增大，阻力越大；f 一定时，粒子越细，阻力越 大 晶界移动与第二相颗粒间的交互作用 I－没有颗粒 II－有少量颗粒 III－有大量颗粒 举例 以Al脱氧的钢为本质细晶粒钢。因为钢中含有大 量难熔的AlN，弥散析出在晶界上，防止了晶粒 长大。 高频表面淬火细化晶粒 2.4.4 组织遗传现象及控制 合金钢构件在热处理时，常出现由于锻压、轧制、铸造、焊接等工艺而形成的原始有序粗晶组织。这些非平衡的粗晶有序组织（马氏体、贝氏体、魏氏组织等）在一定加热条件下所形成的奥氏体晶粒继承或恢复原始粗大晶粒的现象，称为组织遗传。 影响因素 原始组织（非平衡组织，马氏体、贝氏体等） 加热速度（慢速或快速加热） 奥氏体形态（针状和颗粒状） 组织遗传的控制 （1）采用较快速度或中等速度加热可以避免组织遗传现象发生。对于不同钢种，非平衡组织加热时不发生组织遗传的加热速度相差很大，需要通过试验确定。 （2）采用退火或高温回火，消除非平衡组织，实现α相的再结晶，获得细小的碳化物颗粒和铁素体组织。使针形奥氏体失去形成条件，可以避免组织遗传。 （3）对于铁素体-珠光体的低合金钢，组织遗传倾向较小，可采用正火来校正过热组织。 本章重点 A的结构、组织、性能 A形成过程的四个阶段 A等温形成动力学的特点，共析钢与亚共析钢对 比。 晶粒长大及其影响因素 组织遗传 小 结 A是C的固溶体，为面心立方结构，C位于面心立 方结构的八面体间隙位置，最大固溶度2.11% A的形成过程为四个阶段：形核，长大，Fe3C溶 解，A均匀化 A形成受温度、化学成分、原始组织的影响，亚 共析钢的转变过程比共析钢慢 作业 1、共析钢中A在什么位置形成，为什么？ 2、试讨论Fe-Fe3C相图所给出的临界点与生产实际 中加热冷却时的临界点之间的关系。 形核率I: 长大速率v: Q-激活能,W-临界形核功 当忽略应变能时， 片状Fe3C+F(基体） 球状Fe3C+F(基体） 成分确定，通过改变组织达到要求的性能，对材料进行热处理，加热到单相奥氏体区，通过冷却得到相应组织； 立方晶系，也叫等轴晶系，它有4个三重对称轴以及3个互相垂直的4次对称轴或者3个相互垂直的二重对称轴。其中的3个互相垂直的4次对称轴或者3个相互垂直的二重对称轴是晶体结晶轴。轴角α=β=γ=90o，轴单位a=b=c。所以凡是等轴晶系的晶体在各个方向上的性质——光学性质、电磁性、折射率都相同。即具有所谓各向同性 * 合金元素改变相图，获得单相奥氏体 * 加热速度快，转变开始和终了温度高，时间短；连续加热转变是在一个温度范围内完成； * 1.实验现象： 1) F消失时，组织中的Fe3C还未完全转变 2) 测定后发现A中含碳量低于共析成分0.77% 2.原因： Fe-Fe3C相图上ES线斜度大于GS线，S点不在CA-F 与CA-Fe3C中点，而稍偏右。所以A中平均碳浓度， 即(CA-F + CA-Fe3C)/2低于S点成分。当F全部转变为 A后，多余的碳即以Fe3C形式存在。 继续保温，能使未溶碳渗体溶入A中! （3）残留渗碳体的溶解 A长大是通过γ/α界面和γ/Fe3C界面分别向α和Fe3C迁移来实现的。由于γ/α界面向α的迁移远比γ/Fe3C界面向Fe3C界面迁移来得快，因此当α已完全转变为γ后，仍然有一部分Fe3C没有溶解，称为残留Fe3C。 (4)A均匀化 渗碳体溶解完后，A成分是不均匀的，原来为渗碳体区域C含量高；原来为铁素体的区域C含量低，保温通过C的扩散使A中C分布均匀。 小节 A转变的热力学 A转变的过程 2.2.3 转变动力学 形成动力学－形成速度 即奥氏体的转变量与温度和时间的关系 共析钢和亚共析钢的等温形成动力学 一、共析钢A等温形成动力学 1.等温形成动力学曲线TTT 时间－转变量－温度 关系曲线 2.等温形成动力学图 时间－温度－转变量 关系图 动力学曲线 共析钢等温形成动力学图 2. 共析钢等温转变动力学图特点 1）转变需要孕育期 2）曲线呈S型 初期：速度随时间加快； 50%后：速度下降 3）随温度升高，孕育期缩短，速度加快 等温转变动力学曲线 共析钢等温形成动力学图 等温转变动力学曲线 1）转变需要孕育期 2）随温度升高，孕育期 缩短，速度加快 3.影响P转变为A的因素 温度:形核率与线长大速度随温度升高而增加 碳含量：A形成速度随C%增加而增加 原