熱處理C曲線課件

熱處理C曲線熱處理C曲線過冷A在非平衡條件下冷卻，可有如圖的幾種形式：其中：

(a)dT/dτ=0，為等溫冷卻；(b)dT/dτ=C，為連續(xù)冷卻；(c)dT/dτ=f(τ)，為實際冷卻第一節(jié)過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖

過冷A在非平衡條件下冷卻，可有如圖的幾種形式：第一節(jié)過冷過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線又稱TTT圖、IT圖或C曲線。綜合反映了過冷奧氏體在冷卻時的等溫轉(zhuǎn)變溫度、等溫時間和轉(zhuǎn)變量之間的關(guān)系（即反映了過冷奧氏體在不同的過冷度下等溫轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變開始時間、轉(zhuǎn)變終了時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物類型、轉(zhuǎn)變量與等溫溫度、等溫時間的關(guān)系）。TTT－TemperatureTimeTransformationIT－IsothermalTransformation過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線又稱TTT圖、IT圖或C曲線一、過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式

（一）共析鋼的C曲線分析1.線、區(qū)的意義線：縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為時間，臨界點A1線，MS線，Mf線，轉(zhuǎn)變開始線，轉(zhuǎn)變終了線。區(qū)：A1以上為穩(wěn)定A區(qū)，過冷A區(qū)，過冷A等溫轉(zhuǎn)變區(qū)（A→P、A→B），轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)（P、B），M形成區(qū)（A→M）、M轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)（M或M+Ar）孕育期最短的部位，即轉(zhuǎn)變開始線的突出部分，稱為鼻子。

一、過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式（一）共析鋼的C曲線分共析碳鋼TTT曲線的分析穩(wěn)定的奧氏體區(qū)過冷奧氏體區(qū)A向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變開始線A向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變終止線

A+產(chǎn)物區(qū)產(chǎn)物區(qū)A1～550℃;高溫轉(zhuǎn)變區(qū);擴散型轉(zhuǎn)變;P轉(zhuǎn)變區(qū)。550～230℃;中溫轉(zhuǎn)變區(qū);半擴散型轉(zhuǎn)變;

貝氏體(B)轉(zhuǎn)變區(qū);230～-50℃;低溫轉(zhuǎn)變區(qū);非擴散型轉(zhuǎn)變;馬氏體(M)轉(zhuǎn)變區(qū)。時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf說明：在中部區(qū)域P轉(zhuǎn)變區(qū)和B轉(zhuǎn)變區(qū)可能重疊，得到P和B的混合組織；在下部區(qū)域M轉(zhuǎn)變和B轉(zhuǎn)變可能重疊，得到M和B的混合組織；共析碳鋼TTT曲線的分析穩(wěn)定的奧氏體區(qū)過冷奧氏體區(qū)A向產(chǎn)

3.共析鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖為何呈“C”字形？

過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變速度受兩個主要因素：新相與母相間的自由能差△Gv和原子的擴散系數(shù)D。這兩個因素作用是矛盾的。（1）高溫時，過冷度小，驅(qū)動力△Gv小，擴散系數(shù)D大，原子擴散能力大，以驅(qū)動力△Gv影響為主。（2）低溫時，過冷度大，驅(qū)動力△Gv大，擴散系數(shù)D小，原子擴散能力小，以擴散系數(shù)D影響為主。上述兩個因素綜合作用的結(jié)果，在550℃是驅(qū)動力和原子的擴散的作用都充分發(fā)揮，使孕育期最短，使TTT圖呈“C”字形。綜上所述，TTT圖為珠光體等溫轉(zhuǎn)變、馬氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變、貝氏體等溫轉(zhuǎn)變的綜合。3.共析鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖為何呈“C”字（二）非共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變圖與共析鋼的A等溫轉(zhuǎn)變圖不同的是：對亞共析鋼在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析F析出，因此亞共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線在左上角有一條先共析F析出線，且該線隨含碳量增加向右下方移動，直至消失。對過共析鋼在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析滲碳體析出，因此過共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線在左上角有一條先共析滲碳體析出線，且隨含碳量增加向左上方移動，直至消失。

（二）非共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變圖亞共析鋼的TTT曲線

FAP+FS+FTBM+A殘A3時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf亞共析鋼的TTT曲線FP過共析鋼的TTT曲線P+Fe3CⅡS+Fe3CⅡTBM+A殘

Fe3CⅡAACM時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf過共析鋼的TTT曲線P+Fe3CⅡS

（三）合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線由于受碳和合金元素的影響，圖形比較復(fù)雜。

常見的C曲線有四種形狀：(a)表示A→P和A→B轉(zhuǎn)變線重疊；(b)表示轉(zhuǎn)變終了線出現(xiàn)的二個鼻子；(c)表示轉(zhuǎn)變終了線分開，珠光體轉(zhuǎn)變的鼻尖離縱軸遠(yuǎn)；(d)表示形成了二組獨立的C曲線。

（三）合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線主要影響奧氏體成分均勻性。每一確定的冷速又對應(yīng)了不同冷卻條件(空冷、油冷、水冷)下的某一直徑的心部冷速。合金元素對B轉(zhuǎn)變動力學(xué)影響的原因：合金元素影響碳在A和F中擴散；(a)表示A→P和A→B轉(zhuǎn)變線重疊；圖內(nèi)有各種產(chǎn)物存在的區(qū)域和各種速度的冷卻曲線。合金元素對B轉(zhuǎn)變動力學(xué)影響的原因：合金元素影響碳在A和F中擴散；連續(xù)冷卻過程中TTT曲線的分析（2）Vk1<V<Vk，A→P部分，剩余A→MPs—珠光體轉(zhuǎn)變開始線（1）非（或弱）碳化物形成元素：主要有Co、Ni、Mn、Cu、Si、B等。共析碳鋼TTT曲線的分析如：700℃時的冷速為50℃/min，就相當(dāng)于直徑為50mm空冷的圓棒，直徑為250mm油冷的圓棒及直徑為270mm水冷的圓棒心部的冷速。二、影響過冷奧氏體C曲線形狀的因素

A的成分：C和合金元素奧氏體狀態(tài)：奧氏體晶粒大小的影響、加熱溫度和保溫時間、原始組織應(yīng)力塑性變形

主要影響奧氏體成分均勻性。二、影響過冷奧氏體C曲線形狀的因

（一）A的成分

1.含碳量含碳量不改變C曲線的形狀但對珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變的影響不同。（1）對珠光體轉(zhuǎn)變①非共析鋼在發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變之前有先共析相（鐵素體、滲碳體）析出，因此非共析鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變C曲線在左上角有一條先共析相析出線，且先共析相析出線隨含碳量的變化而移動。②共析鋼的C曲線最靠右，亞共析鋼的C曲線隨含碳量增加向右移動；過共析鋼的C曲線隨含碳量增加向左移動。③碳對C曲線的影響不如Me。因此，共析鋼的C曲線離縱軸最遠(yuǎn)，共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定。

（一）A的成分非共析鋼和共析鋼的TTT圖比較非共析鋼和共析鋼的TTT圖比較原因：在相同條件下，隨亞共析鋼中碳含量增加，獲得鐵素體晶核幾率下降，鐵素體長大時需擴散去的碳量增大，擴散的距離增大，先共析鐵素體析出的孕育期增長，鐵素體析出速度下降；一般認(rèn)為鐵素體析出有利與珠光體轉(zhuǎn)變，而珠光體的析出在鐵素體之后，鐵素體析出速度減慢，珠光體的析出速度也減慢，C曲線向右移動。在過共析鋼中，若在Ac1～Accm之間加熱，隨碳含量增加，奧氏體中碳含量不變，未溶的滲碳體的量增加，未溶的滲碳體有促進珠光體形核的作用，降低了奧氏體的穩(wěn)定性，C曲線向左移動。若在Accm以上加熱，隨碳含量增加，奧氏體中碳含量增加，獲得滲碳體晶核幾率增加，先共析滲碳體與珠光體孕育期縮短，析出速度增加，轉(zhuǎn)變速度增加。這是由于隨碳量增加，珠光體的形成是在滲碳體之后，故也加快。C曲線向左移動。

原因：（2）對貝氏體轉(zhuǎn)變

貝氏體長大速度是受碳擴散控制（碳在鐵素體內(nèi)的脫溶）。這是由于貝氏體轉(zhuǎn)變時領(lǐng)先相為鐵素體，隨奧氏體中碳含量的增加，獲得鐵素體晶核幾率下降。含碳量增加時，轉(zhuǎn)變時需擴散的原子量增加，貝氏體轉(zhuǎn)變之前鐵素體轉(zhuǎn)變速度下降，貝氏體轉(zhuǎn)變也減慢，C曲線右移。（3）對馬氏體轉(zhuǎn)變碳含量（Wc）增加，Ms下降、Mf下降；Ms和Mf下降不一致。Wc<0.6%，Mf比Ms下降得快。①碳含量增加，Wc<0.2%，Ms顯著下降；Wc>0.2%，Ms直線下降。②Wc<0.6%，Mf顯著下降；Wc>0.6%，Mf下降緩慢，Mf<0℃（低于室溫）。（2）對貝氏體轉(zhuǎn)變

2.合金元素

合金元素對C曲線影響可分為兩大類：（1）非（或弱）碳化物形成元素：主要有Co、Ni、Mn、Cu、Si、B等。這類元素除Co外使C曲線右移，但對C曲線的形狀影響不大。（2）碳化物形成元素：主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Nb等。這類元素溶入奧氏體，從而使C曲線右移，且改變C曲線的形狀和位置，使珠光體轉(zhuǎn)變的C曲線移向高溫、貝氏體轉(zhuǎn)變的C曲線移向低溫，從而C曲線分離成上下兩部分，呈現(xiàn)雙C曲線的特征。2.合金元素合金元素對C曲線影響合金元素的影響:

除Co、Al(＞2.5%)外,所有合金元素溶入奧氏體中,會引起:向右移向下移MsA1A1Ms含Cr合金鋼合金元素的影響:向右移向下移MsA1A1Ms含Cr合金鋼

（1）對珠光體轉(zhuǎn)變除Co、Al以外，大多數(shù)合金元素是延緩P轉(zhuǎn)變。合金元素對P轉(zhuǎn)變動力學(xué)影響的原因：合金元素的自擴散、對碳的擴散、改變了A→F轉(zhuǎn)變速度、改變了臨界點、對奧氏體/F界面的拖拽作用。在這些合金元素中Mo的影響最為強烈，W為Mo的影響一半，Cr、Mn、Ni明顯提高過冷A的穩(wěn)定性，Si、Al稍有提高過冷A體的穩(wěn)定性，Co減小過冷A的穩(wěn)定性。（2）對馬氏體轉(zhuǎn)變除Co、Al以外，大多數(shù)合金元素使Ms、Mf下降化學(xué)成分對Ms點的影響的原因：改變了T0；改變了奧氏體的強度。

（3）對貝氏體轉(zhuǎn)變除Co、Al以外，大多數(shù)合金元素是延緩B轉(zhuǎn)變。原因：合金元素溶入A后，增大其穩(wěn)定性，從而使C曲線右移。合金元素對B轉(zhuǎn)變動力學(xué)影響的原因：合金元素影響碳在A和F中擴散；改變了A→F轉(zhuǎn)變速度；改變了BS點；影響在一定溫度下的相間自由能差，影響驅(qū)動力。強碳化物形成元素減緩B轉(zhuǎn)變速度。

總之，Co、Al可促進冷卻轉(zhuǎn)變，其他合金元素大多阻礙轉(zhuǎn)變（1）對珠光體轉(zhuǎn)變總之，Co、Al可促進冷卻轉(zhuǎn)變，其他

（二）奧氏體狀態(tài)

1.奧氏體晶粒大小的影響奧氏體晶粒度增加，晶粒愈細(xì)，晶界面積增多，使晶界形核的珠光體易于形核，有利于珠光體轉(zhuǎn)變發(fā)生，C曲線左移；雖然使貝氏體轉(zhuǎn)變速度增加，C曲線左移。但對晶內(nèi)形核的貝氏體轉(zhuǎn)變影響不如珠光體轉(zhuǎn)變大。對馬氏體轉(zhuǎn)變奧氏體晶粒長大，缺陷減少及奧氏體均勻化。馬氏體形成的阻力減小，Ms升高。

2.加熱溫度和保溫時間加熱溫度和保溫時間主要是通過改變奧氏體成分和狀態(tài)來影響珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變。因為奧氏體成分不一定是鋼的成分，所以加熱溫度和保溫時間不同，得到的奧氏體也不一樣，必然對隨后的冷卻轉(zhuǎn)變起影響。

3.原始組織主要影響奧氏體成分均勻性。原始組織愈細(xì)，加熱后奧氏體均勻化快，奧氏體成分愈均勻，隨之冷卻后珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變的形核率下降，長大減慢，C曲線右移。原始組織愈粗，奧氏體成分不均勻，促進奧氏體分解，C曲線左移。（二）奧氏體狀態(tài)（三）塑性變形塑性變形加速珠光體轉(zhuǎn)變，C曲線左移。但對貝氏體轉(zhuǎn)變在高溫（800～1000℃）進行塑性變形，貝氏體轉(zhuǎn)變的孕育期越長，貝氏體轉(zhuǎn)變的速度減慢，轉(zhuǎn)變的不完全性增大，C曲線右移；在BS點低溫亞穩(wěn)的奧氏體區(qū)進行塑性變形加速貝氏體轉(zhuǎn)變，C曲線左移。對馬氏體轉(zhuǎn)變來說，①若在Ms以上某一溫度范圍內(nèi)經(jīng)塑性變形會促進奧氏體在該溫度下向馬氏體轉(zhuǎn)變，使Ms升高，產(chǎn)生應(yīng)變誘發(fā)馬氏體。②若在Ms～Mf溫度范圍內(nèi)的某一溫度進行塑性變形也會促進奧氏體在該溫度下向馬氏體轉(zhuǎn)變。③若在Md以上某一溫度范圍內(nèi)經(jīng)塑性變形不會產(chǎn)生應(yīng)變誘發(fā)馬氏體

（三）塑性變形

（四）應(yīng)力在奧氏體狀態(tài)下施加拉應(yīng)力或單向壓應(yīng)力，促進奧氏體分解，珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變加快，C曲線左移，Ms升高。在奧氏體狀態(tài)下施加多向壓應(yīng)力，減慢奧氏體分解，珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變減慢，C曲線右移，Ms下降。

綜上所述，過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線的形狀和位置受上述多種因素的影響，因此在使用時必須注意其標(biāo)明的試驗條件，包括鋼的成分（包括微量元素）、奧氏體化條件、外界條件等。

（四）應(yīng)力三、C曲線的應(yīng)用

1.等溫淬火將加熱到淬火溫度的零件淬入350℃至MS點之間的恒溫槽中，長時間等溫，可得到下貝氏體；2.等溫退火用于合金鋼鍛、鑄件，以消除冷卻時形成的巨大應(yīng)力。操作時將零件加熱到完全退火的高溫區(qū)域，再冷卻到A→P區(qū)域等溫，使發(fā)生P轉(zhuǎn)變。

3.形變熱處理形變熱處理將合金鋼加熱到兩條C曲線中間的A穩(wěn)定區(qū)域變形，可提高缺陷密度及材料強度。4.定性解釋連續(xù)冷卻的奧氏體轉(zhuǎn)變過程

三、C曲線的應(yīng)用1.等溫淬火等溫淬火工藝曲線示意圖等溫淬火工藝曲線示意圖穩(wěn)定的奧氏體區(qū)時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf連續(xù)冷卻過程中TTT曲線的分析V1V2VkV3V4V1=5.5℃/s:爐冷;PV2=20℃/s:空冷;SV3=33℃/s:油冷;T+M+A殘V4≥138℃/s:水冷;M+A殘穩(wěn)定的奧氏體區(qū)時間(s)300102103104101080第二節(jié)過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖

過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（又稱CCT圖或CT圖）：綜合反映了過冷奧氏體在連續(xù)冷卻時的轉(zhuǎn)變溫度、時間和轉(zhuǎn)變量之間的關(guān)系（即反映了過冷奧氏體在不同的冷卻速度下轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變開始時間、轉(zhuǎn)變終了時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物類型、轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變溫度、轉(zhuǎn)變時間的關(guān)系）。CCT－ContinuousCoolingTransformation

第二節(jié)過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖過冷奧氏體一、過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式

（一）共析鋼CCT圖分析共析鋼過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式如圖，該圖的縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為時間，采用對數(shù)坐標(biāo)。1.線、區(qū)的意義

線：A1線，MS、Mf線、P轉(zhuǎn)變開始線，P轉(zhuǎn)變終了線，P轉(zhuǎn)變中止線。

區(qū)：穩(wěn)定A區(qū)，過冷A區(qū)，過冷A連續(xù)冷卻P轉(zhuǎn)變區(qū)（A→P），M形成區(qū)（A→M）、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)（P、M）。

注意：共析鋼的過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖無貝氏體轉(zhuǎn)變一、過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式（一）共析鋼CC過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（CCT圖）Vk時間(lgτ)溫度℃A1PfPsA→PKMsMf水冷油冷Vk1爐冷空冷轉(zhuǎn)變中止線Vk1——不發(fā)生M轉(zhuǎn)變的最大冷速Vk——全部轉(zhuǎn)變成M的最小冷速Ps—珠光體轉(zhuǎn)變開始線Pf—珠光體轉(zhuǎn)變結(jié)束線馬氏體轉(zhuǎn)變開始線馬氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束線隨冷卻速度增加，A發(fā)生以下轉(zhuǎn)變：（1）V<Vk1，A→P全部（2）Vk1<V<Vk，A→P部分，剩余A→M（3）V>Vk，A→M全部過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（CCT圖）共析碳鋼TTT曲線與CCT曲線的比較穩(wěn)定的奧氏體區(qū)時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMfCCT曲線TTT曲線共析碳鋼TTT曲線與CCT曲線的比較穩(wěn)定的奧

(二）非共析鋼CCT圖分析1.亞共析鋼CCT圖

亞共析鋼CCT圖出現(xiàn)了先共析F析出區(qū)和貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)。馬氏體轉(zhuǎn)變開始線與等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖不同，MS不再為水平線，而是向右下側(cè)傾斜，這是由于珠光體與貝氏體的轉(zhuǎn)化，使奧氏體得到富化，而使MS降低的緣故。35CrMo鋼的CCT圖圖內(nèi)有各種產(chǎn)物存在的區(qū)域和各種速度的冷卻曲線。冷卻曲線終端的數(shù)字為轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的硬度值，可為洛氏硬度或維氏硬度。冷卻曲線與轉(zhuǎn)變終了線交點處的數(shù)字為該產(chǎn)物所占的百分?jǐn)?shù)。(二）非共析鋼CCT圖分析35CrMo鋼的CCT圖

2.過共析鋼CCT圖過共析鋼CCT圖與共析鋼CCT圖相似，無貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，不同的是出現(xiàn)了先共析Fe3C析出區(qū)。MS也不為水平線，而是向右上側(cè)傾斜，這是由于馬氏體轉(zhuǎn)變前有先共析Fe3C析出或部分珠光體轉(zhuǎn)變，使周圍奧氏體貧碳，而使MS升高的緣故。

2.過共析鋼CCT圖二、過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的應(yīng)用

(1)確定臨界冷速

(2)選擇淬火介質(zhì)(3)預(yù)測熱處理后零件的組織和性能

二、過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的應(yīng)用熱處理C曲線課件不同直徑棒材料在水，油，空氣中冷卻曲線縱坐標(biāo)為各種奧氏體化的溫度不同直徑棒材料在水，油，空氣中冷卻曲線二、改型CCT圖

該圖的縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為用700℃時心部的冷速來表示的。每一確定的冷速又對應(yīng)了不同冷卻條件(空冷、油冷、水冷)下的某一直徑的心部冷速。如：700℃時的冷速為50℃/min，就相當(dāng)于直徑為50mm空冷的圓棒，直徑為250mm油冷的圓棒及直徑為270mm水冷的圓棒心部的冷速。圖中的粗實線表示了不同的轉(zhuǎn)變，其中各平行線表示了轉(zhuǎn)變的百分?jǐn)?shù)。

另一種形式的CCT圖二、改型CCT圖該圖的縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為

上圖的應(yīng)用如下：（1）了解和確定轉(zhuǎn)變的范圍。如在圖中可讀出，貝氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生在490℃至MS之間。又如已知了冷卻介質(zhì)和試樣直徑，從圖上可直接讀出心部組織。例如，可讀出直徑50mm的試樣，空冷后心部得到貝氏體組織。

（2）確定臨界直徑和臨界冷卻速度。臨界直徑即淬火后，整個圓棒均為馬氏體的最大直徑；臨界冷速即淬火后，整個圓棒均為馬氏體的最小冷速。例如，由圖可讀出，空冷臨界直徑為10mm，油冷臨界直徑為100mm，水冷臨界直徑為120mm。

（3）推測心部硬度

另一種形式的CCT圖上圖的應(yīng)用如下：另一種形式的CCT圖身體健康，學(xué)習(xí)進步！身體健康，學(xué)習(xí)進步！熱處理C曲線熱處理C曲線過冷A在非平衡條件下冷卻，可有如圖的幾種形式：其中：

(a)dT/dτ=0，為等溫冷卻；(b)dT/dτ=C，為連續(xù)冷卻；(c)dT/dτ=f(τ)，為實際冷卻第一節(jié)過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖

過冷A在非平衡條件下冷卻，可有如圖的幾種形式：第一節(jié)過冷過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線又稱TTT圖、IT圖或C曲線。綜合反映了過冷奧氏體在冷卻時的等溫轉(zhuǎn)變溫度、等溫時間和轉(zhuǎn)變量之間的關(guān)系（即反映了過冷奧氏體在不同的過冷度下等溫轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變開始時間、轉(zhuǎn)變終了時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物類型、轉(zhuǎn)變量與等溫溫度、等溫時間的關(guān)系）。TTT－TemperatureTimeTransformationIT－IsothermalTransformation過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線又稱TTT圖、IT圖或C曲線一、過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式

（一）共析鋼的C曲線分析1.線、區(qū)的意義線：縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為時間，臨界點A1線，MS線，Mf線，轉(zhuǎn)變開始線，轉(zhuǎn)變終了線。區(qū)：A1以上為穩(wěn)定A區(qū)，過冷A區(qū)，過冷A等溫轉(zhuǎn)變區(qū)（A→P、A→B），轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)（P、B），M形成區(qū)（A→M）、M轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)（M或M+Ar）孕育期最短的部位，即轉(zhuǎn)變開始線的突出部分，稱為鼻子。

一、過冷A等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式（一）共析鋼的C曲線分共析碳鋼TTT曲線的分析穩(wěn)定的奧氏體區(qū)過冷奧氏體區(qū)A向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變開始線A向產(chǎn)物轉(zhuǎn)變終止線

A+產(chǎn)物區(qū)產(chǎn)物區(qū)A1～550℃;高溫轉(zhuǎn)變區(qū);擴散型轉(zhuǎn)變;P轉(zhuǎn)變區(qū)。550～230℃;中溫轉(zhuǎn)變區(qū);半擴散型轉(zhuǎn)變;

貝氏體(B)轉(zhuǎn)變區(qū);230～-50℃;低溫轉(zhuǎn)變區(qū);非擴散型轉(zhuǎn)變;馬氏體(M)轉(zhuǎn)變區(qū)。時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf說明：在中部區(qū)域P轉(zhuǎn)變區(qū)和B轉(zhuǎn)變區(qū)可能重疊，得到P和B的混合組織；在下部區(qū)域M轉(zhuǎn)變和B轉(zhuǎn)變可能重疊，得到M和B的混合組織；共析碳鋼TTT曲線的分析穩(wěn)定的奧氏體區(qū)過冷奧氏體區(qū)A向產(chǎn)

3.共析鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖為何呈“C”字形？

過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變速度受兩個主要因素：新相與母相間的自由能差△Gv和原子的擴散系數(shù)D。這兩個因素作用是矛盾的。（1）高溫時，過冷度小，驅(qū)動力△Gv小，擴散系數(shù)D大，原子擴散能力大，以驅(qū)動力△Gv影響為主。（2）低溫時，過冷度大，驅(qū)動力△Gv大，擴散系數(shù)D小，原子擴散能力小，以擴散系數(shù)D影響為主。上述兩個因素綜合作用的結(jié)果，在550℃是驅(qū)動力和原子的擴散的作用都充分發(fā)揮，使孕育期最短，使TTT圖呈“C”字形。綜上所述，TTT圖為珠光體等溫轉(zhuǎn)變、馬氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變、貝氏體等溫轉(zhuǎn)變的綜合。3.共析鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖為何呈“C”字（二）非共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變圖與共析鋼的A等溫轉(zhuǎn)變圖不同的是：對亞共析鋼在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析F析出，因此亞共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線在左上角有一條先共析F析出線，且該線隨含碳量增加向右下方移動，直至消失。對過共析鋼在發(fā)生P轉(zhuǎn)變之前有先共析滲碳體析出，因此過共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線在左上角有一條先共析滲碳體析出線，且隨含碳量增加向左上方移動，直至消失。

（二）非共析鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變圖亞共析鋼的TTT曲線

FAP+FS+FTBM+A殘A3時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf亞共析鋼的TTT曲線FP過共析鋼的TTT曲線P+Fe3CⅡS+Fe3CⅡTBM+A殘

Fe3CⅡAACM時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf過共析鋼的TTT曲線P+Fe3CⅡS

（三）合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線由于受碳和合金元素的影響，圖形比較復(fù)雜。

常見的C曲線有四種形狀：(a)表示A→P和A→B轉(zhuǎn)變線重疊；(b)表示轉(zhuǎn)變終了線出現(xiàn)的二個鼻子；(c)表示轉(zhuǎn)變終了線分開，珠光體轉(zhuǎn)變的鼻尖離縱軸遠(yuǎn)；(d)表示形成了二組獨立的C曲線。

（三）合金鋼的過冷A等溫轉(zhuǎn)變曲線主要影響奧氏體成分均勻性。每一確定的冷速又對應(yīng)了不同冷卻條件(空冷、油冷、水冷)下的某一直徑的心部冷速。合金元素對B轉(zhuǎn)變動力學(xué)影響的原因：合金元素影響碳在A和F中擴散；(a)表示A→P和A→B轉(zhuǎn)變線重疊；圖內(nèi)有各種產(chǎn)物存在的區(qū)域和各種速度的冷卻曲線。合金元素對B轉(zhuǎn)變動力學(xué)影響的原因：合金元素影響碳在A和F中擴散；連續(xù)冷卻過程中TTT曲線的分析（2）Vk1<V<Vk，A→P部分，剩余A→MPs—珠光體轉(zhuǎn)變開始線（1）非（或弱）碳化物形成元素：主要有Co、Ni、Mn、Cu、Si、B等。共析碳鋼TTT曲線的分析如：700℃時的冷速為50℃/min，就相當(dāng)于直徑為50mm空冷的圓棒，直徑為250mm油冷的圓棒及直徑為270mm水冷的圓棒心部的冷速。二、影響過冷奧氏體C曲線形狀的因素

A的成分：C和合金元素奧氏體狀態(tài)：奧氏體晶粒大小的影響、加熱溫度和保溫時間、原始組織應(yīng)力塑性變形

主要影響奧氏體成分均勻性。二、影響過冷奧氏體C曲線形狀的因

（一）A的成分

1.含碳量含碳量不改變C曲線的形狀但對珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變的影響不同。（1）對珠光體轉(zhuǎn)變①非共析鋼在發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變之前有先共析相（鐵素體、滲碳體）析出，因此非共析鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變C曲線在左上角有一條先共析相析出線，且先共析相析出線隨含碳量的變化而移動。②共析鋼的C曲線最靠右，亞共析鋼的C曲線隨含碳量增加向右移動；過共析鋼的C曲線隨含碳量增加向左移動。③碳對C曲線的影響不如Me。因此，共析鋼的C曲線離縱軸最遠(yuǎn)，共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定。

（一）A的成分非共析鋼和共析鋼的TTT圖比較非共析鋼和共析鋼的TTT圖比較原因：在相同條件下，隨亞共析鋼中碳含量增加，獲得鐵素體晶核幾率下降，鐵素體長大時需擴散去的碳量增大，擴散的距離增大，先共析鐵素體析出的孕育期增長，鐵素體析出速度下降；一般認(rèn)為鐵素體析出有利與珠光體轉(zhuǎn)變，而珠光體的析出在鐵素體之后，鐵素體析出速度減慢，珠光體的析出速度也減慢，C曲線向右移動。在過共析鋼中，若在Ac1～Accm之間加熱，隨碳含量增加，奧氏體中碳含量不變，未溶的滲碳體的量增加，未溶的滲碳體有促進珠光體形核的作用，降低了奧氏體的穩(wěn)定性，C曲線向左移動。若在Accm以上加熱，隨碳含量增加，奧氏體中碳含量增加，獲得滲碳體晶核幾率增加，先共析滲碳體與珠光體孕育期縮短，析出速度增加，轉(zhuǎn)變速度增加。這是由于隨碳量增加，珠光體的形成是在滲碳體之后，故也加快。C曲線向左移動。

原因：（2）對貝氏體轉(zhuǎn)變

貝氏體長大速度是受碳擴散控制（碳在鐵素體內(nèi)的脫溶）。這是由于貝氏體轉(zhuǎn)變時領(lǐng)先相為鐵素體，隨奧氏體中碳含量的增加，獲得鐵素體晶核幾率下降。含碳量增加時，轉(zhuǎn)變時需擴散的原子量增加，貝氏體轉(zhuǎn)變之前鐵素體轉(zhuǎn)變速度下降，貝氏體轉(zhuǎn)變也減慢，C曲線右移。（3）對馬氏體轉(zhuǎn)變碳含量（Wc）增加，Ms下降、Mf下降；Ms和Mf下降不一致。Wc<0.6%，Mf比Ms下降得快。①碳含量增加，Wc<0.2%，Ms顯著下降；Wc>0.2%，Ms直線下降。②Wc<0.6%，Mf顯著下降；Wc>0.6%，Mf下降緩慢，Mf<0℃（低于室溫）。（2）對貝氏體轉(zhuǎn)變

2.合金元素

合金元素對C曲線影響可分為兩大類：（1）非（或弱）碳化物形成元素：主要有Co、Ni、Mn、Cu、Si、B等。這類元素除Co外使C曲線右移，但對C曲線的形狀影響不大。（2）碳化物形成元素：主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Nb等。這類元素溶入奧氏體，從而使C曲線右移，且改變C曲線的形狀和位置，使珠光體轉(zhuǎn)變的C曲線移向高溫、貝氏體轉(zhuǎn)變的C曲線移向低溫，從而C曲線分離成上下兩部分，呈現(xiàn)雙C曲線的特征。2.合金元素合金元素對C曲線影響合金元素的影響:

除Co、Al(＞2.5%)外,所有合金元素溶入奧氏體中,會引起:向右移向下移MsA1A1Ms含Cr合金鋼合金元素的影響:向右移向下移MsA1A1Ms含Cr合金鋼

（1）對珠光體轉(zhuǎn)變除Co、Al以外，大多數(shù)合金元素是延緩P轉(zhuǎn)變。合金元素對P轉(zhuǎn)變動力學(xué)影響的原因：合金元素的自擴散、對碳的擴散、改變了A→F轉(zhuǎn)變速度、改變了臨界點、對奧氏體/F界面的拖拽作用。在這些合金元素中Mo的影響最為強烈，W為Mo的影響一半，Cr、Mn、Ni明顯提高過冷A的穩(wěn)定性，Si、Al稍有提高過冷A體的穩(wěn)定性，Co減小過冷A的穩(wěn)定性。（2）對馬氏體轉(zhuǎn)變除Co、Al以外，大多數(shù)合金元素使Ms、Mf下降化學(xué)成分對Ms點的影響的原因：改變了T0；改變了奧氏體的強度。

（3）對貝氏體轉(zhuǎn)變除Co、Al以外，大多數(shù)合金元素是延緩B轉(zhuǎn)變。原因：合金元素溶入A后，增大其穩(wěn)定性，從而使C曲線右移。合金元素對B轉(zhuǎn)變動力學(xué)影響的原因：合金元素影響碳在A和F中擴散；改變了A→F轉(zhuǎn)變速度；改變了BS點；影響在一定溫度下的相間自由能差，影響驅(qū)動力。強碳化物形成元素減緩B轉(zhuǎn)變速度。

總之，Co、Al可促進冷卻轉(zhuǎn)變，其他合金元素大多阻礙轉(zhuǎn)變（1）對珠光體轉(zhuǎn)變總之，Co、Al可促進冷卻轉(zhuǎn)變，其他

（二）奧氏體狀態(tài)

1.奧氏體晶粒大小的影響奧氏體晶粒度增加，晶粒愈細(xì)，晶界面積增多，使晶界形核的珠光體易于形核，有利于珠光體轉(zhuǎn)變發(fā)生，C曲線左移；雖然使貝氏體轉(zhuǎn)變速度增加，C曲線左移。但對晶內(nèi)形核的貝氏體轉(zhuǎn)變影響不如珠光體轉(zhuǎn)變大。對馬氏體轉(zhuǎn)變奧氏體晶粒長大，缺陷減少及奧氏體均勻化。馬氏體形成的阻力減小，Ms升高。

2.加熱溫度和保溫時間加熱溫度和保溫時間主要是通過改變奧氏體成分和狀態(tài)來影響珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變。因為奧氏體成分不一定是鋼的成分，所以加熱溫度和保溫時間不同，得到的奧氏體也不一樣，必然對隨后的冷卻轉(zhuǎn)變起影響。

3.原始組織主要影響奧氏體成分均勻性。原始組織愈細(xì)，加熱后奧氏體均勻化快，奧氏體成分愈均勻，隨之冷卻后珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變的形核率下降，長大減慢，C曲線右移。原始組織愈粗，奧氏體成分不均勻，促進奧氏體分解，C曲線左移。（二）奧氏體狀態(tài)（三）塑性變形塑性變形加速珠光體轉(zhuǎn)變，C曲線左移。但對貝氏體轉(zhuǎn)變在高溫（800～1000℃）進行塑性變形，貝氏體轉(zhuǎn)變的孕育期越長，貝氏體轉(zhuǎn)變的速度減慢，轉(zhuǎn)變的不完全性增大，C曲線右移；在BS點低溫亞穩(wěn)的奧氏體區(qū)進行塑性變形加速貝氏體轉(zhuǎn)變，C曲線左移。對馬氏體轉(zhuǎn)變來說，①若在Ms以上某一溫度范圍內(nèi)經(jīng)塑性變形會促進奧氏體在該溫度下向馬氏體轉(zhuǎn)變，使Ms升高，產(chǎn)生應(yīng)變誘發(fā)馬氏體。②若在Ms～Mf溫度范圍內(nèi)的某一溫度進行塑性變形也會促進奧氏體在該溫度下向馬氏體轉(zhuǎn)變。③若在Md以上某一溫度范圍內(nèi)經(jīng)塑性變形不會產(chǎn)生應(yīng)變誘發(fā)馬氏體

（三）塑性變形

（四）應(yīng)力在奧氏體狀態(tài)下施加拉應(yīng)力或單向壓應(yīng)力，促進奧氏體分解，珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變加快，C曲線左移，Ms升高。在奧氏體狀態(tài)下施加多向壓應(yīng)力，減慢奧氏體分解，珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變減慢，C曲線右移，Ms下降。

綜上所述，過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線的形狀和位置受上述多種因素的影響，因此在使用時必須注意其標(biāo)明的試驗條件，包括鋼的成分（包括微量元素）、奧氏體化條件、外界條件等。

（四）應(yīng)力三、C曲線的應(yīng)用

1.等溫淬火將加熱到淬火溫度的零件淬入350℃至MS點之間的恒溫槽中，長時間等溫，可得到下貝氏體；2.等溫退火用于合金鋼鍛、鑄件，以消除冷卻時形成的巨大應(yīng)力。操作時將零件加熱到完全退火的高溫區(qū)域，再冷卻到A→P區(qū)域等溫，使發(fā)生P轉(zhuǎn)變。

3.形變熱處理形變熱處理將合金鋼加熱到兩條C曲線中間的A穩(wěn)定區(qū)域變形，可提高缺陷密度及材料強度。4.定性解釋連續(xù)冷卻的奧氏體轉(zhuǎn)變過程

三、C曲線的應(yīng)用1.等溫淬火等溫淬火工藝曲線示意圖等溫淬火工藝曲線示意圖穩(wěn)定的奧氏體區(qū)時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMf連續(xù)冷卻過程中TTT曲線的分析V1V2VkV3V4V1=5.5℃/s:爐冷;PV2=20℃/s:空冷;SV3=33℃/s:油冷;T+M+A殘V4≥138℃/s:水冷;M+A殘穩(wěn)定的奧氏體區(qū)時間(s)300102103104101080第二節(jié)過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖

過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（又稱CCT圖或CT圖）：綜合反映了過冷奧氏體在連續(xù)冷卻時的轉(zhuǎn)變溫度、時間和轉(zhuǎn)變量之間的關(guān)系（即反映了過冷奧氏體在不同的冷卻速度下轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變開始時間、轉(zhuǎn)變終了時間、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物類型、轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變溫度、轉(zhuǎn)變時間的關(guān)系）。CCT－ContinuousCoolingTransformation

第二節(jié)過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖過冷奧氏體一、過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式

（一）共析鋼CCT圖分析共析鋼過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式如圖，該圖的縱坐標(biāo)為溫度，橫坐標(biāo)為時間，采用對數(shù)坐標(biāo)。1.線、區(qū)的意義

線：A1線，MS、Mf線、P轉(zhuǎn)變開始線，P轉(zhuǎn)變終了線，P轉(zhuǎn)變中止線。

區(qū)：穩(wěn)定A區(qū)，過冷A區(qū)，過冷A連續(xù)冷卻P轉(zhuǎn)變區(qū)（A→P），M形成區(qū)（A→M）、轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)（P、M）。

注意：共析鋼的過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖無貝氏體轉(zhuǎn)變一、過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的基本形式（一）共析鋼CC過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖（CCT