鋼冷卻時的組織轉(zhuǎn)變

鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變1.奧氏體是不是降溫到臨界溫度以下就立即發(fā)生轉(zhuǎn)變呢？2.不同的冷卻速度是否也得到同一種的組織呢？用45#鋼制造的3根直徑為15mm的小軸ⅠⅡⅢ，都經(jīng)840℃的加熱，加熱后小軸Ⅰ放在空氣中冷卻，測得其表面硬度小于209HBS

小軸Ⅱ放在油中冷卻，測得其其表面硬度達(dá)45HRC左右小軸Ⅲ放在水中冷卻，測得其其表面硬度達(dá)56HRC左右實(shí)例： 事實(shí)證明：同樣的鋼加熱條件相同，但由于冷卻條件不同，它們在性能上會產(chǎn)生明顯的差別。為什么呢？很顯然，上述差別是由于鋼的內(nèi)部組織不同而產(chǎn)生的。也就是說經(jīng)同樣的加熱但經(jīng)不同的冷卻后鋼的內(nèi)部組織是不一樣。結(jié)論：連續(xù)冷卻等溫冷卻臨界溫度點(diǎn)鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變冷卻方式：等溫冷卻方式和連續(xù)冷卻方式由于組織轉(zhuǎn)變的滯后性，當(dāng)過冷奧氏體冷卻到A1溫度以下并不立即發(fā)生轉(zhuǎn)變，它在轉(zhuǎn)變前需要停留一定的時間，這個時間稱為孕育期。

將高溫奧氏體迅速冷卻到低于A1的某一溫度下，并保持恒溫，讓過冷奧氏體在此溫度完成其轉(zhuǎn)變的過程。孕育期：過冷奧氏體：

是在A1溫度以下暫時存在的處于不穩(wěn)定狀態(tài)的奧氏體。過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變（簡稱等溫轉(zhuǎn)變）：基本知識高溫轉(zhuǎn)變：

A1~550℃過冷A→P型組織中溫轉(zhuǎn)變：

550℃~MS過冷A→貝氏體低溫轉(zhuǎn)變：

MS~Mf

過冷A→馬氏體共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線TmTt轉(zhuǎn)變開始線轉(zhuǎn)變終了線C曲線：形狀似CTTT曲線：Time，Temperature、Transformation-1000100200300400500600700800溫度/℃時間/s共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖10-1110102103104105MfMsM+A’A1Aaa’bb’PSTB上B下APABA555043413832HRC新的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)過冷奧氏體區(qū)過冷奧氏體與轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)鼻尖處孕育期最短馬氏體區(qū)Ms=230℃Mf=-50℃珠光體轉(zhuǎn)變：擴(kuò)散相變

(A1～550℃,A→P（F+Fe3C）)1）在A1～650℃形成的珠光體，因?yàn)檫^冷度小，片間距較大(0.4m)，在500×以上的光學(xué)顯微鏡下，能分辨其片層狀形態(tài)；即為粗珠光體，習(xí)慣上稱為珠光體（P）。2）在650～600℃形成片間距較小的珠光體(0.2~0.4m)，在光學(xué)顯微鏡800~1500×能分辨出其為鐵素體薄層和碳化物（滲碳體）薄層交替重疊的復(fù)相組織稱為細(xì)珠光體或索氏體，用字母S表示（以英國冶金學(xué)家H?C?Sorby的名字命名）。珠光體轉(zhuǎn)變：擴(kuò)散相變

(A1～550℃,A→P（F+Fe3C）)3）在600～550℃形成片層間距極小的珠光體(0.2m)，在光學(xué)顯微鏡下高倍放大已無法分辨出其內(nèi)部構(gòu)造，在電子顯微鏡下可觀測到很薄的鐵素體層和碳化物（滲碳體）層交替重疊的復(fù)相組織，稱為極細(xì)珠光體或托氏體，用字母T表示（以法國金相學(xué)家L?Troost的名字命名）。珠光體轉(zhuǎn)變：擴(kuò)散相變

(A1～550℃,A→P（F+Fe3C）)珠光體索氏體托氏體注意：1.P、S、T無本質(zhì)上的區(qū)別，都屬于同一種組織，轉(zhuǎn)變溫度也無嚴(yán)格的界限，只是滲碳體片的厚度不同，片層間距大小不同。

2.但P、S、T組織粗細(xì)的不同，性能上就有差別， 片層越細(xì)，強(qiáng)度、硬度越高。珠光體型的轉(zhuǎn)變貝氏體轉(zhuǎn)變：半擴(kuò)散相變（C）550℃～Ms,A→B)上貝氏體：過飽和片狀F＋滲碳體，性脆無實(shí)用價值下貝氏體：過飽和針狀F＋彌散Fe3C，綜合性能好下貝氏體的形成C%<0.25%，板條M（位錯M）C%>1.0%，針狀M（孿晶M）C%=0.25~1.0%時，混合M板條M

每個單元呈窄而細(xì)長的板條，許多板條總是成群地、相互平行地連在一起針狀M（凸透鏡狀）

空間形態(tài)為雙凸透鏡片狀，相鄰的馬氏體片一般不互相平行，而是呈一定交角分布

鋼中馬氏體的形態(tài)主要為板條狀和針片狀馬氏體馬氏體（過飽和F）的轉(zhuǎn)變馬氏體的性能時效強(qiáng)化固溶強(qiáng)化亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)硬度高較高的強(qiáng)度和硬度，C%↑→M

硬度↑低碳M塑韌性較好，高碳M，塑韌性差，并且存在顯微裂紋。盡可能細(xì)化奧氏體粒度，是細(xì)化馬氏體晶粒提高馬氏體韌性的有效手段不同碳鋼的C曲線過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線O時間MsMf溫度tA1v1

v2v3vkv5PSTT+M+殘余AM+殘余A水冷油冷空冷隨爐冷卻馬氏體臨界冷卻速度只有P、M轉(zhuǎn)變vk為臨界冷卻速度注意點(diǎn)：1、Vk稱馬氏體臨界冷卻速度。它表示鋼在淬