共析鋼TTT-CCT圖分析

精品文檔TTT曲線過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線TTT曲線(Time，Temperature，Transformation)過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線可綜合反映過冷奧氏體在不同過冷度下的等溫轉(zhuǎn)變過程：轉(zhuǎn)變開始和轉(zhuǎn)變終了時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的類型以及轉(zhuǎn)變量與時間、溫度之間的關(guān)系等。因其形狀通常像英文字母“C”，故俗稱其為C曲線，亦稱為TTT圖。C曲線中轉(zhuǎn)變開始線與縱軸的距離為孕育期，標(biāo)志著不同過冷度下過冷奧氏體的穩(wěn)定性，其中以550左右共析鋼的孕育期最短，過冷奧氏體穩(wěn)定性最低，稱為C曲線的“鼻尖”。圖中最上面一條水平虛線表示鋼的臨界點(diǎn)A1(723)，即奧氏體與珠光體的平衡溫度。圖中下方的一條水平線Ms(230)為馬氏轉(zhuǎn)變開始溫度，Ms以下還有一條水平線Mf(-50)為馬氏體轉(zhuǎn)變終了溫度。A1與Ms線之間有兩條C曲線，左側(cè)一條為過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始線，右側(cè)一條為過冷奧氏體轉(zhuǎn)變終了線。A1線以上是奧氏體穩(wěn)定區(qū)。Ms線至Mf線之間的區(qū)域為馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，過冷奧氏體冷卻至Ms線以下將發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始線與轉(zhuǎn)變終了線之間的區(qū)域為過冷奧氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，在該區(qū)域過冷奧氏體向珠光體或貝氏體轉(zhuǎn)變。在轉(zhuǎn)變終了線右側(cè)的區(qū)域為過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)。A1線以下，Ms線以上以及縱坐標(biāo)與過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始線之間的區(qū)域為過冷奧氏體區(qū)，過冷奧氏體在該區(qū)域內(nèi)不發(fā)生轉(zhuǎn)變，處于亞穩(wěn)定狀態(tài)。在A1溫度以下某一確定溫度，過冷奧氏體轉(zhuǎn)變開始線與縱坐標(biāo)之間的水平距離為過冷奧氏體在該溫度下的孕育期，孕育期的長短表示過冷奧氏體穩(wěn)定性的高低。在A1以下，隨等溫溫度降低，孕育期縮短，過冷奧氏體轉(zhuǎn)變速度增大，在550左右共析鋼的孕育期最短，轉(zhuǎn)變速度最快。此后，隨等溫溫度下降，孕育期又不斷增加，轉(zhuǎn)變速度減慢。過冷奧氏體轉(zhuǎn)變終了線與縱坐標(biāo)之間的水平距離則表示在不同溫度下轉(zhuǎn)變完成所需要的總時間。轉(zhuǎn)變所需的總時間隨等溫溫度的變化規(guī)律也和孕育期的變化規(guī)律相似。因為過冷奧氏體的穩(wěn)定性同時由兩個因素控制：一個是舊相與新相之間的自由能差G；另一個是原子的擴(kuò)散系數(shù)D。等溫溫度越低，過冷度越大，自由能差G也越大，則加快過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變速度；但原子擴(kuò)散系數(shù)卻隨等溫溫度降低而減小，從而減慢過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變速度。高溫時，自由能差G起主導(dǎo)作用；低溫時，原子擴(kuò)散系數(shù)起主導(dǎo)作用。處于“鼻尖”溫度時，兩個因素綜合作用的結(jié)果，使轉(zhuǎn)變孕育期最短，轉(zhuǎn)變速度最大。CCT曲線過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT曲線）許多熱處理工藝是在連續(xù)冷卻過程中完成的，如爐冷退火、空冷正火、水冷淬火等。在連續(xù)冷卻過程中，過冷奧氏體同樣能進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變時所發(fā)生的幾種轉(zhuǎn)變，即：珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變等，而且各個轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)也與等溫轉(zhuǎn)變時的大致相同。在連續(xù)冷卻過程中，不會出現(xiàn)新的在等溫冷卻轉(zhuǎn)變時所沒有的轉(zhuǎn)變。但是，奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變不同于等溫轉(zhuǎn)變。因為，連續(xù)冷卻過程要先后通過各個轉(zhuǎn)變溫度區(qū)，因此可能先后發(fā)生幾種轉(zhuǎn)變。而且，冷卻速度不同，可能發(fā)生的轉(zhuǎn)變也不同，各種轉(zhuǎn)變的相對量也不同，因而得到的組織和性能也不同。所以，連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變就顯得復(fù)雜一些，轉(zhuǎn)變規(guī)律性也不像等溫轉(zhuǎn)變那樣明顯，形成的組織也不容易區(qū)分。以共析鋼為例，用若干組共析鋼的小圓片試樣，經(jīng)同樣奧氏體化以后，每組試樣各以一個恒定速度連續(xù)冷卻，每隔一段時間取出一個試樣淬入水中，將高溫分解的狀態(tài)固定到室溫，然后進(jìn)行金相測定，求出每種轉(zhuǎn)變的開始溫度、開始時間和轉(zhuǎn)變量。將各個冷速下的數(shù)據(jù)綜合繪在“溫度時間對數(shù)”的坐標(biāo)中，便得到共析鋼的連續(xù)冷卻C曲線，珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)由三條曲線構(gòu)成，左邊一條是轉(zhuǎn)變開始線，右邊一條是轉(zhuǎn)變終了線，下面一條是轉(zhuǎn)變中止線。馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)則由兩條曲線構(gòu)成；一條是溫度上限Ms線，另一條是冷速下線kV。從圖可以看出：當(dāng)冷卻速度VVk時，冷卻曲線與珠光體轉(zhuǎn)變開始線相交便發(fā)生P，與終了線相交時，轉(zhuǎn)變便告結(jié)束，形成全部的珠光體。當(dāng)冷速VkVVk時，冷卻曲線只與珠光體轉(zhuǎn)變開始線相交，而不再與轉(zhuǎn)變終了線相交，但會與中止線相交，這時奧氏體只有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。冷卻曲線一旦與中止線相交就不再發(fā)生轉(zhuǎn)變，只有一直冷卻到Ms線以下才發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。并且隨著冷速V的增大，珠光體轉(zhuǎn)變量越來越少，而馬氏體量越來越多。當(dāng)冷速VVk時，冷卻曲線不再與珠光體轉(zhuǎn)變開始線相交，即不發(fā)生P，而全部過冷到馬氏體區(qū)，只發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。此后再增大冷速，轉(zhuǎn)變情況不再變化。由上面分析可見，Vk是保證奧氏體在連續(xù)冷卻過程中不發(fā)生分解而全部過冷到馬氏體區(qū)的最小冷速，稱為“上臨界冷速”，通常也叫做“淬火臨界冷速”。 Vk則是保證奧氏體在連續(xù)冷卻過程中全部分解而不發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的最大冷速，稱為“下臨界冷速”。共析碳鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變只發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變，不發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變，也就是說，共析碳鋼在連續(xù)冷卻時得不到貝氏體組織。但有些鋼在連續(xù)冷卻時會發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變，得到貝氏體組織，例如某些亞共析鋼、合金鋼。要注意的是，亞共析鋼的連續(xù)冷卻C曲線與共析鋼的大不相同，主要是出現(xiàn)了鐵素體的析出線和貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，還有Ms線右端降低等。共析鋼的ttt圖與cct圖的異同點(diǎn)：相同點(diǎn)：1）橫縱坐標(biāo)一樣，都可以表示在同一坐標(biāo)系中，均位于M1和Mf線之間。2）都是制定合理熱處理工藝的重要依據(jù)，都可以反映不同熱處理后金相組織與性能。不同