第二节 钢在冷却时的转变 一、过冷奥氏体的等温冷却转变

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1 第二节 钢在冷却时的转变 一、过冷奥氏体的等温冷却转变
第二节 钢在冷却时的转变 一、过冷奥氏体的等温冷却转变 A体等温转变曲线（C曲线）的建立

2 共析钢的C曲线分析 过冷A : T < A1时，A不稳定. A体等温转变曲线 (C 曲线或TTT)
高温转变:A1 ~ 550℃　过冷A → P 型组织 中温转变:550℃ ~ MS 过冷A →贝氏体 ( B ) 低温转变: MS ~ Mf 过冷A →马氏体 ( M )

3 二、冷却转变后的组织和性能 1、珠光体（A1～550℃）转变
一是晶格重组，二是铁、碳原子扩散 属扩散型转变

4 P 型组织 —— F + 层片状 Fe3C 珠光体 P 索氏体 S 屈氏体 T 层片间距：P > S > T

5 过冷奥氏体高温转变产物的形成温度和性能 可见：珠光体的片层间距越小，硬度越高，同样强度也高,韧性也随片层间距变化。
组织名称 表示符号 形成温度范围/℃ 硬度 片间距/nm 能分辨片层的放大倍数 珠光体 P A1~650 170~200HB 150~450 ＜ 5 00× 索氏体 S 650~600 25~35HRC 80~150 ＞1000× 屈氏体 T 600~550 35~40HRC 30~80 ＞2000× 可见：珠光体的片层间距越小，硬度越高，同样强度也高,韧性也随片层间距变化。 同一成分的钢，组织为片状珠光体时硬度和强度比粒状珠光体的高，但塑性、韧性低，为改善工具钢的切削性能，常用球化退火来得到粒状珠光体组织，降低钢的硬度。

6 2、贝氏体转变 中温转变：550 ℃～Ms点 转变特点：半扩散型，铁原子不扩散，碳原子有一定的扩散能力。
转变产物：贝氏体，即Fe3C分布在含碳过饱和的铁素体上的两相混合物。 上贝氏体： 550 ～ 350℃，呈羽毛状,小片状Fe3C分布在F体条间。强度和韧性差。 下贝氏体： 350 ℃～Ms点，呈针状,韧性高，综合力学性能好。

7 上贝氏体的形成过程 上贝氏体中的Fe3C分布于铁素体条之间，分割了基体的连续性，易脆断，故上贝氏体的强度和韧性较低 光学显微照片 1300×
电子显微照片 5000× 45钢，B上+B下，×400 上贝氏体中的Fe3C分布于铁素体条之间，分割了基体的连续性，易脆断，故上贝氏体的强度和韧性较低

8 下贝氏体的形成 F 针内定向分布着细小Fe2.4C颗粒 电子显微照片 12000× T8钢，B下，黑色针状 光学显微照片 ×400

9 图3-16 共析纲的力学性能与等温转变温度的关系
等温转变温度/℃ 图3-16 共析纲的力学性能与等温转变温度的关系 αk

10 马氏体 (M)：C在α－Fe中的过饱和固溶体。
3 、马氏体转变 马氏体 (M)：C在α－Fe中的过饱和固溶体。 转变特点： 1）无扩散型转变 Fe 和 C 原子都不进行扩散，M是体心正方的C过饱和的F，固溶强化显著。 2）降温形成 连续冷却完成。 3）瞬时性 M 的形成速度很快， 温度越低，则转变量越多。 4）转变的不完全性 M 转变总要残留少量 A，A中的C%越多，则 MS、Mf越低，残余A含量越多。AR的量主要取决于MS和MF点的位置。 5） M形成时体积膨胀 造成很大内应力。

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12 马氏体的组织类型 板条M, 平行的细板条束组成 C% < 0.2% 时，为板条M（低碳M）。
Fe-1.8C，冷至-100℃ Fe-1.8C，冷至-60℃ 针状M（凸透镜状）

13 针片状和板条状马氏体性能比较 C %↑→ M 硬度↑，针状M 硬度高，塑韧性差。板条M 强度高，塑韧性较好

14 三、影响C曲线的因素 1）含碳量(奥氏体的含碳量) 2）合金元素
除Co外，绝大多数合金元素溶入奥氏体后，都使C曲线右移，形状也可能会发生改变。 3）加热温度和保温时间 随温度的提高和保温时间的延长，碳化物溶解充分，奥氏体成分均匀，晶粒粗大，晶界减少（总形核部位减少），这些都增加过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移。

15 四、过冷奥氏体的连续冷却转变 Ps —— A→P 开始线 Pf —— A→P 终止线 K —— P型转变终止线 Vk —— 上临界冷却速度
MS —— A→ M 开始温度 Mf —— A→ M 终止温度

16 The End of 3.3 & Chapter 3

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