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图1-23 铁碳合金相图LL+AAF+AFF+PPP+Fe3CIIP+Fe3CII+LdA+Fe3CIIA+Fe3CII+LdLdLdL+Fe3CILd+Fe3CILd+Fe3CI第1页/共76页一、有关合金的基本概念1、合金 alloy由两种或两种以上金属元素或者金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质。如铜合金、铝合金、铁碳合金等。2、组元 constituent组成合金的最基本的独立的物质称组元，简称“元”。如：黄铜 CuZn；硬铝 AlCu 等都称二元合金。问题：铁碳相图中的组元是什么？3、系 system由给定组元可以按不同比例配制一系列成分不同的合金，简称：“系”。第2页/共76页4、相图 ：表示合金系中合金状态与温度、成分之间的关系的图解。如：铁碳合金状态图铁碳合金状态图5、相 phase ：指同一化学成分，同一结构并以界面互相分开的均匀组成部分。如 固相、固相、液相等。液相等。6、组织 structure ：借助于放大镜、显微镜下观察到具有某种形态、形貌特征的组成部分。问题：铁碳相图中的相和组织有哪些？注意组织和相的区别。如渗碳体是一种相。但可以分为不同组织。一次渗碳体，二次渗碳体，三次渗碳体，共晶渗碳体，共析渗碳体。第3页/共76页 特征：（1）晶格仍保持原晶格（溶剂）。（2）化学成分在一定范围内可改变。（3）性能随化学成分改变而逐渐变化。性能：造成晶格畸变，强度、硬度上升。这种现象称固溶强化。若溶质原子质量分数（含量）适当，其力学性能高。二、合金的相结构1、固溶体 solid solution 概念：溶质原子溶入溶剂晶格中所形成的一种均匀固体。如；铁素体。第4页/共76页2、金属化合物 compound 概念：合金元素之间发生相互作用而生成的一种具有金属特性的新相。如 Fe与CFe3C 特征：（1）具有一定的化学成分。（2）与任一组元成分不同。（3）熔点高、脆性大、硬度高。性能：渗碳体，晶格：复杂斜方，、HB，、ak，脆性大。第5页/共76页3、机械混合物 mixture 概念：两相按固定比例构成的组织（复合相），称机械混合物。如 铁碳合金中 F与Fe3C结合为P。什么固定比例？特征：各相保持自己的晶格类型、性能特点。强度、硬度适中，目前钢铁材料中大 部分是这种组织。（注意其与金属化合物的区别）问题：问题：铁碳相图中有哪些是固溶体、金属化合物、机械混合物？第6页/共76页为什么不都形成固溶体？注意溶解度的不同。为什么平衡相图中室温时都由F和Fe3C组成，但会有不同相结构和不同组织。注意马氏体、贝氏体不用铁碳相图分析。平衡与非平衡之分。如T8钢Ms点为230，从铁碳相图上看，认为230以下为马氏体。错误。那如何分析呢？要用C曲线。注意母相和冷却速度。第7页/共76页第3节 铁碳合金（体心立方晶格）（面心立方晶格）（体心立方晶格）铁碳合金的基本组织和性能1.铁的同素异晶转变 金属在固态下发生的晶格结构的转变叫同素异晶（构）转变。金属的同素异构转变也是一种结晶过程，有一定的转变温度和过冷度；也有晶核的形成和长大两个阶段。故同素异构转变又称为重结晶。铁的同素异构转变如下所示。重结晶与再结晶的区别？第8页/共76页重结晶与再结晶不同，重结晶是具有多型性相变的金属和合金，当温度改变通过其临界转变温度时，发生从一种点阵结构转变成另一种点阵结构的过程。第9页/共76页再结晶金属冷加工变形后，由于内能提高而处于不稳定状态，当加热到适当温度时，由于原子扩散能力增强，在晶格畸变较严重处，将进行重新成核和晶粒长大，形成一些位向与变形晶粒不同、内部缺陷减少的等轴小晶粒。这些小晶粒不断向外扩展长大，直至冷变形组织完全消失，从而获得没有内应力和形变的稳定组织。这一没有相变的结晶过程叫做再结晶。可以进行再结晶的最低温度叫做等再结晶温度。再结晶温度的高低，一般和金属的成分和形变量有关。能导致再结晶的最小形变量叫做临界形变。经再结晶后，金属的强度、硬度显著下降，塑性、韧性大大提高，加工硬化状态消失，内应力完全消除，金属的性能又重新复原到冷变形之前的状态。第10页/共76页动力不同。再结晶：动力乃冷变形组织拥有的畸变能。重结晶：动力乃新旧相之间的自由能差。再结晶和去应力退火的区别：再结晶：有新的无畸变晶粒的生核和长大的过程。应力彻底释放。去应力退火：主要是一个回复的过程。是一个点缺陷减少明显，位错进行滑移和攀移的运动。位错密度减少有限，只是分布进行了调整（多边形化形成亚晶），籍此而使系统的弹性能降低，应力得到一定释放的过程。第11页/共76页2.2.铁素体（F F）碳溶于 中的固溶体，铁素体（F）保持体心立方晶格结构。溶解度（0.0008%0.0008%0.0218%0.0218%），故性质接近纯铁，强度、硬度低，塑性、韧性好。（溶质是C C，溶剂是FeFe。）3.3.奥氏体（A A）碳溶于 中的固溶体，保持面心立方晶格结构。溶解度（0.77%0.77%2.11%2.11%），其强度和硬度略高于铁素体，塑性、韧性较好。（溶质是C，溶剂是Fe。）问题：碳在F F和A A中的溶解度哪个大，为什么？渗碳处理在什么温度进行好？第12页/共76页4.渗碳体（Fe3C）铁和碳组成的金属化合物，复杂斜方晶体结构。含碳量为6.69%，其硬度很高，塑性、韧性几乎为零，脆性极大，在一定条件下分解为铁和石墨。说明石墨比渗碳体更稳定，那么为什么不直接析出石墨而析出渗碳体呢？固态相变的一大特点，相变阻力大，通常有亚稳相析出。第13页/共76页6.6.莱氏体LdLd 莱氏体在7277270 0C C以上，由奥氏体与渗碳体组成的机械混合物，称为高温莱氏体LdLd；在7277270 0C C以下，该组织转变为由珠光体与渗碳体组成的机械混合物，称为低温莱氏体LdLd。其力学性能与渗碳体相似，硬度较高，脆性较大。问题：渗碳体中含碳量为6.69%，如何计算？Fe3C：含一个C原子，3个铁原子。5.5.珠光体 P P 珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物。珠光体强度较高，塑性、韧性和硬度介于渗碳体和铁素体之间。第14页/共76页铁碳合金相图 铁碳合金相图：表示在平衡状态下铁碳合金的化学成分、相、组织与温度的关系图。利用它可以研究钢和铸铁的内部组织及其变化规律，从而为更好的利用它们，并为制定热处理、压力加工等工艺规程打下基础。在工程中一般研究的铁碳合金状态图实际上都是铁与渗碳体两组元构成的状态图，如图1-231-23所示。钢：含碳量小于2.11%的铁碳合金；铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金。第15页/共76页图1-23 铁碳合金相图LL+AAF+AFF+PPP+Fe3CIIP+Fe3CII+LdA+Fe3CIIA+Fe3CII+LdLdLdL+Fe3CILd+Fe3CILd+Fe3CI第16页/共76页 相图上的特性线和点如下：2）AHJECFAHJECF线（固相线）。当合金冷却到此线时，金属液全部结晶为固相，在此线以下区域为固相。问题：在这两条线之间是什么？1）ABCDABCD线（液相线）。当金属液冷却到此线时开始结晶，在此线以上区域为液相。由于图中左上角部分在实用中用处不大，故不予分析。3）A A点。纯铁的熔点（153815380 0C C）。4 4）D D点。渗碳体的熔点（122712270 0C C）。5 5）C C点。共晶点，温度114811480 0C C，成分4.3%C4.3%C。共晶：指合金在一定的条件(温度、成分)下，由液体合金中同时结晶出两种不同的晶体，而形成一种特殊的共晶体组织的转变。即 第17页/共76页6 6）ECFECF线（共晶线）。含碳量在2.11%2.11%6.69%6.69%的铁碳合金，冷却到此线时（114811480 0C C），将发生共晶反应，同时结晶出奥氏体和渗碳体的共晶混合物莱氏体。问题：不在C点的合金为何也有共晶反应。共晶反应是定成分点反应。固相、液相成分变化规律。7 7）ESES线。是碳在 中的溶解度曲线，E E点表示在114811480 0C C时碳在 中的最大溶解度为2.11%2.11%。随着温度降低，溶解度下降，即含碳量大于0.77%0.77%的奥氏体冷却过程中都将从奥氏体中析出渗碳体（次生渗碳体，二次渗碳体），常称为A Acmcm线。8 8）GSGS线。是冷却过程不同含碳量的奥氏体中析出铁素体的转变线，常称为A A3 3线。第18页/共76页1010）PSKPSK线（共析线）。含碳量在0.0218%0.0218%6.69%6.69%的铁碳合金，冷却到此线时（7277270 0C C），将发生共析反应，从奥氏体中同时结晶出铁素体和渗碳体的共析混合物珠光体。常称为A A1 1线。问题：不在S点的合金为何也有共析反应。共析反应是一个定成分反应，A、F成分变化规律。亚共析钢A、F的含碳量都在增加而合金总含碳量不变如何理解？9 9）S S点。共析点，温度7277270 0C C，成分0.77%0.77%。共析转变：指合金在一定条件下，由一种固相转变成两个固相的机械混合物的过程。即：第19页/共76页Fe-Fe3C相图分析（书P17）点：A、G、Q、(D)；E、P；C、S线：ACD、AECF；ECF、PSK；ES、PQ；GS；区：单相区5个（哪五个）两相区7个（哪七个）三相区3个（哪三个）问题：如何以三相区来 记忆Fe-Fe3C相图？简化相图第20页/共76页铁碳合金的组织转变 工业纯铁 含碳量小于0.0218%0.0218%的铁碳合金，钢 含碳量在0.0218%0.0218%2.11%2.11%的铁碳合金，共析钢 含碳量等于0.77%0.77%，亚共析钢 含碳量小于0.77%0.77%，过共析钢 含碳量位于0.77%0.77%2.11%2.11%，白口铸铁 含碳量在2.11%6.69%的铁碳合金 共晶白口铸铁 含碳量等于4.3%，亚共晶白口铸铁 含碳量位于2.11%4.3%过共晶白口铸铁 含碳量位于4.3%6.69%第21页/共76页1.钢的结晶过程 为方便起见，按照铁碳合金的分类，把相图分为钢和白口铸铁两部分；如图1-24为经过简化的钢的铁碳合金相图。下面分析其结晶过程：1）共析钢（如图I号合金）的结晶过程 其室温组织为珠光体，为层片状组织，具有较高的强度 =800MPa，硬度HBS=230,塑性较低 =12%。问题：书中P18珠光体组织是层片状的，其中F体积大约是渗碳体的8倍，如何得来？图1-24 钢的铁碳合金相图0.772.11C%第22页/共76页共析钢的结晶过程显微组织第23页/共76页2）亚共析钢（如图II号合金）的结晶过程 其室温组织为铁素体加珠光体，其显微组织如图1-29；其性能介于铁素体和珠光体之间；随含碳量升高，珠光体量增多，故强度硬度增加，塑性韧性下降。问题：书中P21如何近似地根据亚共析钢的平衡组织来估算它的含碳量？重点是杠杆定律的应用，如何确定三个点。定量金相的应用。IPP软件应用测定含碳量，测定晶粒度，测量马氏体针的长度等。图1-20 钢的铁碳合金相图0.772.11C%第24页/共76页亚共析钢的结晶过程：显微组织第25页/共76页其室温组织为渗碳体加珠光体，其显微组织如图1-31；随含碳量升高，渗碳体量增多，故硬度增加，韧性下降。二次渗碳体呈网状。图1-20 钢的铁碳合金相图0.772.11C%3）过共析钢（如图III号合金）的结晶过程第26页/共76页过共析钢的结晶过程：显微组织第27页/共76页过共析钢的显微组织：第28页/共76页 铸铁根据含碳量的不同可分为共晶白口铸铁（4.3%C）、亚共晶白口铸铁（4.3%C）；其简化的铁碳合金相图如图1-22所示，下面分别分析其结晶过程。2.白口铸铁的结晶过程图1-22 生铁的铁碳合金相图2.114.36.690C1）共晶白口铸铁（如图V）的结晶过程其室温组织为莱氏体。共晶成分合金熔点最低。适合铸造合金成分选取。这也是相图应用之一。第29页/共76页共晶白口铁的结晶过程：显微组织第30页/共76页莱氏体（Ld）是在室温时珠光体及二次渗碳体和共晶渗碳体所组成的机械混合物。含碳量为4.3%的共晶白口铸铁在1148时形成由奥氏体和渗碳体组成的共晶体，其中奥氏体冷却时析出二次渗碳体，并在727以下分解为珠光体。莱氏体的显微组织特征是在亮白色的渗碳体基体上相间地分布着暗黑色斑的点状或细条状的珠光体。二次渗碳体和共晶渗碳体连在一起，从形态上难以区分。第31页/共76页 其室温组织为珠光体加莱氏体。图1-22 生铁的铁碳合金相图2.114.36.690C2）亚共晶白口铸铁（如图IV）的结晶过程3）过共晶白口铸铁（如图IIV）的结晶过程 其室温组织为渗碳体加莱氏体。第32页/共76页亚共晶白口铁的结晶过程：第33页/共76页过共晶白口铁的结晶过程：第34页/共76页亚共晶白口铁（含碳量2.114.3%）室温组织为珠光体、二次渗碳体和低温莱氏体。在显微镜下，珠光体呈黑色块状或树枝状，莱氏体则在呈白色基体上散布黑色麻点和黑色条状，二次渗碳体则分布在珠光体枝晶的边缘。共晶白口铁（含碳量为4.3%）室温组织为低温莱氏体，显微镜下看到的是黑色粒状或条状珠光体散布在白色渗碳体基体上。过共晶白口铁（含碳量4.36.69%）由先结晶的一次渗碳体与低温莱氏体组成，显微镜下看到的是一次渗碳体呈亮白色条状分布在莱氏体基体上。第35页/共76页铁碳合金相图的应用 1 1）在铸造中的应用。根据相图可以知道各种成分的钢和铸铁的结晶温度，可确定合金的浇注温度，知道合金的凝固温度范围，判断流动性以及缩孔、缩松的倾向。共晶成分的合金，结晶温度较低，偏析较小，流动性好，因而铸造合金的成分常选用接近共晶成分。2 2）在锻造中的应用。钢中有奥氏体组织时，塑性好，变形抗力低，便于塑性变形，故常选择单相奥氏体区域的适当温度范围。3 3）在热处理中的应用。相图反映了不同成分的合金在缓慢加热或冷却时，所发生的组织转变温度，是制订热处理工艺的依据。第36页/共76页思考题：1.1.何谓奥氏体、铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体，它们的性能如何？2.2.试简述铁碳合金状态图中C C点、S S点、ECFECF线、PSKPSK线、ESES线和GSGS线的物理含义。3.3.试分析含碳0.4%C0.4%C、0.77%C0.77%C、1.0%C1.0%C、3.0%C3.0%C、4.3%C4.3%C和5.0%C5.0%C的合金在极缓慢冷却时组织的转变过程，并指出其室温组织。4.4.和 的最大含量？5.5.铁碳合金相图的应用。第37页/共76页第二章第二章 钢的热处理基础钢的热处理基础 Heat treatment of carbon steel1、热处理概念 GB/T737299采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温、冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。目的：改变钢的工艺性能；强化钢材；满足使用要求。原理：改变组织。固态相变。t o时间 加热保温冷却热处理工艺曲线如GCr15钢的球化退火。含碳1%左右，含铬1.5%左右。第38页/共76页2、热处理分类按目的、加热条件和特点不同分：按目的、加热条件和特点不同分：退火、正火、淬火、回火。是讨论的重点是讨论的重点 （1）整体热处理 bulk heat-treatment（2）表面热处理 surface heat-treatment火焰加热法、感应加热法。（3）化学热处理 thermo-chemical treatment渗碳、渗氮、碳氮共渗等（4）特殊热处理 special hent-treatment形变热处理、磁场热处理、真空热处理、激光热处理等。第39页/共76页第一节 钢在加热时的组织转变GPQSEAFF+AA+Fe3CpF+PP+Fe3C加热时：“C”下标滞后性，热惯性如：AC1；AC3；AccmAC3AccmAC1冷却时：“r”下标如：Ar1；Ar3；ArcmAr3Ar1Arcm一、奥氏体的形成以共析钢为例，室温 PF+Fe3C混合物F体心 立方 WC=0.0218%;Fe3C复杂斜方WC=6.69%AC1A 面心立方 WC=0.77%*奥氏体形成的过程是 Fe、C原子的扩散过程第40页/共76页绝大多数热处理过程都需要将钢加热到钢的临界点以上，使钢部分或全部转化为奥氏体，再适当冷却加热转变的奥氏体状态，如晶粒大小、形状、空间取向、亚结构、成分、均匀性等对后续的处理意义重大第41页/共76页Fe3CFA 核AA形成过程：1、奥氏体的形核3、剩余Fe3C的溶解4、奥氏体的均匀化6.69%0.0218%0.77%以非均匀形核为主要形式A核一般在F和Fe3C交界处形成从成分考虑 F（0.02%）Fe3C（6.69%）A（0.77%）从能量考虑 交界处（界面、界棱、界隅）提供形核所需能量所谓：浓度起伏、结构起伏、能量起伏。2、奥氏体的长大第42页/共76页A核的长大A核的长大是通过Fe3C溶解、C原子在A中扩散、A两侧向F和Fe3C推移完成的FFe3CC原子发生扩散扩散破坏界面C平衡FA、Fe3C A以降低（升高）C浓度，促使反应进行。问题：用相图如何分析？第43页/共76页渗碳体溶解当珠光体中铁素体全部消失时，渗碳体还没有完全溶解，此时A中C%小于P中的C%，为什么？对渗碳体还没有完全溶解的解释：C扩散决定。在随后的转变过程中，Fe3C不断溶解，C继续在A中扩散，直至所有Fe3C全部溶解该过程为一个缓慢的过程第44页/共76页奥氏体均匀化同样为一个缓慢的过程原铁素体一侧原渗碳体一侧第45页/共76页二、影响 A 形成的因素1、加热速度、温度的影响。温度高，加热速度快，扩散能力强，A形成速度快。2、原始组织的影响。原始组织越细，A形成速度快。3、化学成分的影响。含碳量越高，A形成速度快。碳化物形成元素减慢A形成速度，非碳化物形成元素增加A形成速度，扩大A相区元素增加A形成速度，减小A相区元素减慢A形成速度。第46页/共76页观看视频资料第47页/共76页亚共析钢和过共析钢的奥氏体化过程与共析钢基本相同。但由于先共析 或二次Fe3C的存在，要获得全部奥氏体组织，必须相应加热到Ac3或Accm以上。问题：碳钢中完全 奥氏体化温度最低 的成分点是哪一点？炼钢时从高温冷却已经历此过程，为何又加热？第48页/共76页 三、A A晶粒长大及其控制A晶粒的形成并不意味着A化的完结，继续加热、保温将导致A晶粒长大A晶粒大小直接影响冷却转变的组织和性能一、A晶粒度A晶粒大小用晶粒直径d、单位面积内晶粒个数n来表示定义：放大100倍，每645mm2内晶粒个数为nN为晶粒度第49页/共76页N：14粗晶粒钢 N8：超细晶粒起始晶粒度：加热转变终了时A晶粒大小 取决于I、V实际晶粒度：长大到冷却开始时的A晶粒大小 取决于加热温度、保温时间、化学成分、原始组织等本质晶粒度：93010保温38h实际晶粒度 与合金元素、脱氧方式有关第50页/共76页影响A长大的因素加热温度、保温时间加热速度未溶第二相微粒的钉扎作用提高起始晶粒均匀性，可降低驱动力P，抑制长大原始组织快速加热、短时保温第51页/共76页盐浴炉盐浴炉可控气氛保护可控气氛保护真空热处理真空热处理四、加热时常见的缺陷四、加热时常见的缺陷过热：过热：晶粒粗大，可以消除晶粒粗大，可以消除(完全退火或等温退火或正火完全退火或等温退火或正火)过烧：过烧：晶界局部熔化，无法消除晶界局部熔化，无法消除氧化氧化脱碳脱碳如带锯条的淬火和回火是在氮气保护下进行的。铅浴淬火。刀具的盐浴淬火。汽车轮毂的真空炉处理。第52页/共76页铝合金的过烧组织第53页/共76页第二节 钢在冷却时组织转变A1温度时间O连续冷却等温冷却一、过冷A的等温冷却转变过冷A冷却到 A1 线以下暂时存在的A。等温冷却将 A 由高温冷却到 A1 线以下某个温度等温停留一段时间，然后冷却下来的方式。等温转变在等温保持时，过冷 A 发生的转变第54页/共76页1、等温转变曲线的建立（还可利用材料的磁性能和热膨胀性能）以共析钢为例以共析钢为例 把钢材制成把钢材制成101.5mm的圆片试样的圆片试样,分成若干组分成若干组 取一组试样取一组试样,在盐炉内加热使之在盐炉内加热使之A化化.将将A化后的试样快速投入化后的试样快速投入 A1 以下某一温度的浴炉中进行等以下某一温度的浴炉中进行等温转变温转变 每隔一定时间取出一个试样每隔一定时间取出一个试样急速淬入水中急速淬入水中,而后将各试样取而后将各试样取出制样出制样,进行进行组织观察组织观察.当在显微镜下观察发现某一试样刚出现当在显微镜下观察发现某一试样刚出现灰黑色产物时灰黑色产物时,所对应的等温时间就是所对应的等温时间就是A开始转变时间开始转变时间,到某一试到某一试样未有样未有M出现时，所对应的时间为转变终了时间。出现时，所对应的时间为转变终了时间。问题：为何要急速淬入水中？缓冷可以吗？问题：为何要急速淬入水中？缓冷可以吗？第55页/共76页第56页/共76页A1tO850900700650650600550500450200230Ms2、曲线分析时间温度组织转变关系曲线，简称“T T T”线。TimeTemperatureTransformPBM按温度划分三个区：高温区：A1550 珠光体型转变 P 中温区：550Ms 贝氏体型转变B低温区：Ms（230）以下 马氏体型转变M第57页/共76页等温转变特点 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。鼻点:550 最不稳定,转变速度最快。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,随温度降低，过冷度增大,转变速度较快。（过冷度为主因。）550以下,随温度降低，过冷度增大,原子扩散速度越来越慢,因而转变速度减慢。（原子扩散为主因。）问题：共析钢等温转变时，在何温度最不稳定，为何？第58页/共76页3、过冷 A 等温转变产物的组织与性能550600650A1MsPBM（1）珠光体型转变产物 P由于过冷度不等，得到的P 层片厚薄不同，三种：、A1650，T小，P 片粗，160HBS250HBS “P”表示。P、650600，T 稍大，P 片较细，薄F与Fe3C，”S”表示，sarbite 索氏体，2535HRC。S、600550，T大，P 片很细，用 T 表示，troostite 屈氏体；35HRC48HRC。层片越细强度越大。T（2）贝氏体型转变-B bainite727奥氏体转变成过饱和铁素体和极细小的渗碳体的混合物，称 “贝氏体”。分B上、B下，B上硬脆无使用价值，B下力学性能较好。生产中常用。350B上B下面心立方：Fe体心立方FeT+M+AM+A第59页/共76页（3）马氏体型转变M martensiteT极大，Fe、C原子不能扩散，C全部溶于Fe中，体积，产生应力。碳在Fe中的过饱和固溶体，称为马氏体。硬度很高：62HRC65HRC，耐磨性好。第60页/共76页影响C曲线形状和位置的因素 碳钢 a.C%亚共析钢,C曲线右移过共析钢,C曲线左移共析钢,C曲线最右C曲线位置表示A稳定性,C曲线越靠右,A越稳定。问：碳钢中哪个成分等温转变时最稳定？b.C%，MS、Mf,C曲线下移 合金钢 a.A中含Co、Al,C曲线左移 其它合金均会使C曲线右移,A稳定性升高问：大部分合金元素的溶入使C曲线往哪移动？有什么好处？还有一些Me的存在会使C形状变化,如Cr、W、Mob.Me 存在也会影响MS、Mf点 加热因素 T、,C曲线右移,A越稳定,且晶粒粗化。第61页/共76页二、过冷 A 连续冷却转变A1550MsV1炉冷V2空冷V3油冷V4 水冷PSTVK1、连续冷却转变曲线又称“C C T”曲线Continuous Cooling TransformVK临界冷却速度 V1P 170220HBS V2S 25HRC35HRC V3T+M 45HRC55HRC V4M+A 55HRC65HRC2、马氏体的形态、性能晶体结构：体心立方体心正方，体积增大。形态、性能：片状M，WC1%，HB高，高，、ak差。板条状M，WC0.6%,良好，较高ak,强韧性。第62页/共76页共析钢连续冷却转变C曲线(CCT图)1.无B转变,因冷却速度快,无孕育期。2.图形特点:与TTT基本一致,位置稍偏右下。第63页/共76页连续冷却转变曲线1.书中P27图2-4上临界冷却速度和下临界冷却速度。无B转变。2.书中P27图2-5亚共析钢和过共析钢的Ms点变化。亚共析钢中Ms点下降，过共析钢中Ms点上升。为什么？与A中含碳量的变化有关。A中C%，MS。C%，MS 第64页/共76页C曲线应用1.用来研究钢热处理后所获得的组织及机械性能,从而合理选用钢材2.制订合理的热处理工艺，选择等温退火，等温淬火的温度等3.用来估计钢的淬透性及临界冷却速度，选择适当的淬火介质第65页/共76页铌高性能结构钢（含碳0.17%）动态连续冷却转变曲线 第66页/共76页从图中可以看出，随着冷却速度的增大，开始相变温度逐渐降低。当冷却速度为1/s时，奥氏体转变为铁素体的相变温度为740.8；相应地，3/s时，721.2；5/s时，700.5；8/s时，653；10/s时，628；当冷却速度为15/s时，奥氏体转变为铁素体的扩散型相变受到抑制，直接进入贝氏体转变区，其转变温度为580.5；当冷却速度为20/s时，贝氏体开始相变温度为570；当冷却速度为25/s时，贝氏体开始相变温度为552。可见，随着冷却速度的增大，奥氏体转变为铁素体的相变温度由1/s时的740.8降低到10/s时的628，下降了112.8。第67页/共76页3-1 3-1 珠光体的组织形态珠光体P：共析成分A冷却到A1以下时，分解成为铁素体和渗碳体的混合物，通常为层片状第68页/共76页粒状珠光体第69页/共76页珠光体片间距S0：150450nm片状珠光体（珠光体）PS0：80150nm索氏体SS0：3050nm屈氏体T第70页/共76页3-2 3-2 珠光体形成机制珠光体形成的热力学转变驱动力：自由焓差转变条件：GPGA片状珠光体的形成机制领先相：亚共析钢铁素体；过共析钢渗碳体；共析钢铁素体或渗碳体无论哪一相领先，有未溶渗碳体存在时，促进P形成，铁素体的存在影响不大第71页/共76页片状珠光体形成机制第72页/共76页 珠光体：形成温度为A1-650，片层较厚，500倍光镜下可辨，用符号P表示.光镜形貌电镜形貌第73页/共76页 索氏体形成温度为650-600,片层较薄，800-1000倍光镜下可辨，用符号S 表示。电镜形貌光镜形貌第74页/共76页 屈氏体形成温度为600-550，片层极薄，电镜下可辨，用符号T 表示。电镜形貌光镜形貌第75页/共76页感谢您的观看！第76页/共76页