钢连续冷却转变图CCT曲线的测定(共5页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上材料加工测定实验一 钢连续冷却转变图(CCT 曲线的测定一. 实验目的1. 了解钢的连续冷却转变图的概念及其应用;2. 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;3. 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;4. 建立钢的连续冷却转变图(CCT 曲 线 。二. 实验原理当材料在加热或冷却过程中发生相变时, 若高温组织及其转变产物具有不同 的比容和膨胀系数, 则由于相变引起的体积效应叠加在膨胀曲线上, 破坏了膨胀 量与温度间的线性关系, 从而可以根据热膨胀曲线上所显示的变化点来确定相变 温度。这种根据试样长度的变化研究材料内部组织的变化规律

2、的称为热膨胀法 (膨胀分析 。长期以来,热膨胀法已成为材料研究中常用的方法之一。通过膨 胀曲线分析,可以测定相变温度和相变动力学曲线。钢的密度与热处理所得到的显微组织有关。钢中膨胀系数由大到小的顺序为:奥氏体 铁素体 珠光体 上、 下贝氏体 马氏体; 比容则相反, 其顺序是:马氏体 铁素体 珠光体 奥氏体 碳化物 (但 铬和钒的碳化物比容大于奥氏体。 从钢的热膨胀特性可知, 当碳钢加热或冷却过 程中发生一级相变时, 钢的体积将发生突变。 过冷奥氏体转变为铁素体、珠光体 或马氏体时,钢的体积将膨胀;反之,钢的体积将收缩。冷却速度不同,相变温 度不同。图 1-1为 40CrMoA 钢冷却时的膨胀曲

3、线。不同的钢有不同的热膨胀曲 线。图 1-140CrMoA 钢冷却时的膨胀曲线连续钢连续冷却转变 (ContinuousCooling Transformation 曲线图,简称 CCT 曲线, 系统地表示冷却速度对钢的相变开始点、 相变进行速度和组织的影响情况 。 钢的一般热处理、 形变热处理、 热轧以及焊接等生产工艺,均是在连续冷却的状 态下发生相变的。因此 CCT 曲线与实际生产条件相当近似,所以它是制定工艺 时的有用参考资料。 根据连续冷却转变曲线, 可以选择最适当的工艺规范,从而 得到恰好的组织, 达到提高强度和塑性以及防止焊接裂纹的产生等。 连续冷却转 变曲线测定方法有多种, 有金

4、相法、 膨胀法、 磁性法、 热分析法、 末端淬火法等 。 除了最基本的金相法外,其他方法均需要用金相法进行验证。用热模拟机可以测出不同冷速下试样的膨胀曲线。发生组织转变时,冷却曲 线偏离纯冷线性收缩, 曲线出现拐折, 拐折的起点和终点所对应转变的温度分别 是相变开始点及终止点。 将各个冷速下的开始温度、 结束温度和相转变量等数据 综合绘在“温度 -时间对数”的坐标中,即得到钢的连续冷却曲线图 (如图 2 。 动态热 -力学模拟试验机 Gleeble3500测定材料高温性能的原理如下:用主机 中的变压器对被测定试样通电流, 通过试样本身的电阻热加热试样, 使其按设定 的加热速度加热到测试温度。

5、保温一定时间后, 以一定的冷却速度进行冷却。 在 加热、保温和冷却过程中用径向膨胀仪测量均温区的径向位移量(即膨胀量 , 绘制膨胀量 -温度曲线如图 1-1所示,测试不同冷却速度下试样的膨胀量 -温度曲 线。根据膨胀量 -温度曲线确定不同冷却速度下的相转变开始点和结束点,即可 绘制 CCT 曲线。 图 1-240CrMoA 钢 CCT 曲线。三 . 实验设备及材料1. Gleeble3500热模拟机2. 20#钢四 . 实验过程1. 将热电偶焊到试样上;2. 将试样装至仪器上,安装膨胀仪;3. 关闭样品室,关闭真空释放阀门,启动真空阀4. 按试验要求选择升温速率、最高温度、保温时间、冷却速率等

6、参数进行 编 程 。 ;5. 按下开始按钮,开始实验;6. 试验结束后,打开真空释放阀门。五 . 实验结果与分析1. 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. 绘在“温度 -时间对数”的坐标中,得到钢的连续冷却曲线图六 . 思考题:试分析碳元素含量对碳钢 CCT 图中曲线位置的影响。参考书目:1. 林慧国,傅代直 钢的奥氏体转变曲线 . 机械工业出版社 . 北京, 19882. GB 5057-85钢的连续冷却转变图的测定(膨胀法附录:各典型钢种 CCT曲线 图 1-3共析钢 CCT 曲线图图 1-4 亚共析钢（含碳 0.19%）CCT 曲线图 图 1-5 过共析钢（含碳 1.03%）CCT 曲线图 图中符号的规定： A奥氏体；B贝氏体；C碳化物；F铁素体； G石墨; M马氏体；P珠光体； Ac1钢加热时，珠光体转变为奥氏体的温度。开始温度用 Ac1s 表示，结束温 度用 Ac1f 表示。 128 Ar1钢经奥氏体化冷却时，奥氏体向珠光体转变的温度。 Ac3亚共析钢加热时，所有铁素体转变为奥氏体的温度。 Accm过共析钢加热时，所有渗碳体和碳化物完全溶入奥氏体的温度。 129 专心-专注-专业