習題A1線的物理意義是什么？C曲線是描畫什么組織發生轉變的圖形？奧氏體在600℃，500℃和300℃保溫過程中分別會發生什么轉變，轉變過程各是怎樣的？什么是馬氏體轉變？馬氏體的性能怎樣？鋼的淬透性是指什么？鋼在油中淬火會發生什么組織轉變？3.1.2熱處置原理溫度時間加熱保溫冷卻A1A3Acm鋼加熱時的轉變C-曲線C-曲線是對碳鋼加熱得到奧氏體后，在冷卻過程中組織轉變進展分析的工具。鋼的熱處置工藝有兩種冷卻方式：(1)等溫冷卻轉變:就是使加熱到奧氏體的鋼，先以較快的冷卻速度冷到A1線以下一定的溫度，然后進展保溫，使奧氏體在等溫下發生組織轉變。〔2〕延續冷卻轉變：是指在冷卻過程中，隨著時間的延伸溫度延續下降。在實踐消費中大多數的冷卻過程是延續冷卻。一.鋼在熱處置時的冷卻方式熱加保溫時間溫度臨界溫度延續冷卻等溫冷卻共析鋼過冷奧氏體等溫轉變曲線圖3-6共析鋼等溫冷卻轉變曲線0400600700200B下B上TSPMM+A殘A過冷A1500300Ms(240℃)Mf(-55℃)110102103104105106T℃τ(s)高溫轉變中溫轉變低溫轉變a.高溫轉變共析鋼奧氏體過冷到A1～550℃之間，等溫轉變的產物屬于珠光體型組織。奧氏體轉變成珠光體的過程也是一個鐵素體與滲碳體交替生核長大的過程。如圖3-7所示。珠光體的構成首先在奧氏體的晶界上產生滲碳體晶核，滲碳體的含碳量高于奧氏體，所以要將周圍奧氏體中的碳原子吸收過來，與此同時，使附近的奧氏體含碳量降低,為鐵素體的構成發明了有利條件，使這部分奧氏體轉變為鐵素體。由于鐵素體的溶碳才干很低，在其長大過程中必需將過剩的碳轉移到相鄰的奧氏體中，從而使相鄰奧氏體區域中的含碳量升高，又為產生新的滲碳體發明了條件。如此反復進展，奧氏體最終完全轉變為鐵素體和滲碳體層片相間的珠光體組織。圖3-7珠光體轉變過程表示圖P(Fe3C+F)AFFe3CFe3C珠光體的構成過程中需求碳原子的挪動。溫度高時碳原子挪動間隔大，所構成的珠光體片層較寬，溫度較低時碳原子挪動困難，所構成的珠光體片層較密。在727℃～650℃之間轉變得到的組織為珠光體；珠光體的構成過程中需求碳原子的挪動。溫度高時碳原子挪動間隔大，所構成的珠光體片層較寬，溫度較低時碳原子挪動困難，所構成的珠光體片層較密。在727℃～650℃之間轉變得到的組織為珠光體；在650℃～600℃之間轉變而得到的組織為索氏體，又叫細珠光體；在600℃～550℃之間轉變而得到的為屈氏體，又叫極細珠光體。電鏡形貌這三種珠光體類組織只需層片間距大小之分，并無本質區別。b.中溫轉變共析鋼奧氏體過冷到550℃～240℃之間等溫轉變的產物屬于貝氏體型的組織。在這一溫區上部轉變構成上貝氏體;在這一溫區下部轉變得到下貝氏體。下貝氏體有較高的硬度和強度，塑性和韌性也較好，而上貝氏體根本上無適用價值。c.低溫轉變奧氏體在240℃以下碳原子挪動極為困難。奧氏體只發生同素異構轉變，由面心立方的γ-鐵，轉變為體心立方的α—鐵。原奧氏體中一切的碳原子都保管在體心立方晶格內，構成過飽和的α—鐵。這種碳在α—鐵中的過飽和固溶體叫馬氏體。剩余奧氏體共析鋼奧氏體過冷到240℃(Ms)時，開場轉變為馬氏體，隨著溫度下降，馬氏體逐漸添加，過冷奧氏體不斷減少，直至-50℃(Mf)時，過冷奧氏體才全部轉變為馬氏體。所以，Ms與Mf之間的組織為馬氏體和剩余奧氏體。由于含碳量不同，馬氏體有兩種形狀。含碳量較高的馬氏體組織呈針葉狀，叫針葉馬氏體。含碳量較低的馬氏體組織為板條狀，叫板條馬氏體。組織含碳量%機

械

性

能HRCσb(Mpa)akJ/cm2ψ(%)低碳0.240~4515006020~30高碳1.260~6550052~4(2)延續冷卻圖3-9共析鋼延續冷卻轉變曲線0200400600800A1Msabcde秒)T℃a.為隨爐冷卻，冷卻曲線與珠光體轉變開場線相交時，奧氏體開場向珠光體轉變；冷卻曲線與轉變終了線相交后轉變完成。由于轉變是珠光體區進展的，所以得到珠光體組織。b.為在空氣中冷卻，由于冷速較快，轉變在索氏體區進展，所以轉變產物為索氏體。c.為油冷，冷卻曲線只與珠光體轉變開場線相交(在屈氏體轉變區)，未與轉變終了線相交。所以只需一部分奧氏體發生了轉變，轉變產物為屈氏體；而另一部分奧氏體那么在冷卻到Ms線后轉變為馬氏體。最后得到的是馬氏體和屈氏體的混合組織。即為油中冷卻的產物。d.為水冷，由于冷速快，冷卻曲線未與珠光體轉變開場線相交，待冷到馬氏體轉變開場線以下時，奧氏體轉變為馬氏體。延續冷卻曲線與等溫C曲線的比較延續冷卻曲線位于等溫C曲線右下方，P轉變溫度更低，時間更長；共析鋼及過共析鋼的延續冷卻曲線中無B型轉變，而多了一條P轉變終止線；亞共析鋼在延續冷卻時在一定溫度范圍內過冷A會部分轉變為B。由于CCT曲線測定比較困難，許多鋼至今仍無，實踐熱處置中常參照C曲線來定性估計延續冷卻轉變過程。二)共析碳鋼TTT曲線與CCT曲線的比較穩定的奧氏體區時間(s)3001021031041010800-100100200500600700溫度(℃)0400A1MsMfCCT曲線TTT曲線時間溫度TAA１MsMfA→MA→PA→B時間溫度TAA１MsMfA→MA→PA→BA→FA→Fe3C亞共析鋼過共析鋼亞、過共析鋼的TTT曲線2.鋼的淬透性(1)淬透性的概念鋼的淬透性是指鋼在淬火時能獲得淬硬層深度的才干，它是鋼材本身固有的屬性。淬火時，工件截面上各處冷卻速度是不同的。其外表冷卻速度最大，大于該鋼的馬氏體臨界冷卻速度，淬火后獲得馬氏體組織。愈到中心冷卻速度愈小。在距外表某一深處的冷卻速度開場小于該鋼的馬氏體臨界冷卻速度，那么淬火后將有非馬氏體組織出現，這時工件末被淬透。(2)淬透性對力學性能的影響淬透性好的鋼，其力學性能沿截面是根本一樣的；而淬透性差的鋼，其力學性能沿截面是不同的，愈接近心部的力學性能愈低，特別是韌性值更為明顯。(3)淬透性的測定與表示方法淬透性的測定方法很多，按GB225—63規定，構造鋼末端淬透性實驗(端淬實驗)法是最常用的方法。用來丈量淬透層的厚度。臨界直徑是一種直觀衡量淬透性的方法。臨界直徑是鋼在某種淬火冷卻介質中冷卻后，心都能得到半馬氏體組織〔50%〕的最大直徑，用Do表示。頂端淬火法臨界淬透直徑油淬水淬牌號Do／mm牌號Do／mm淬水淬油淬水淬油4513~16.55~9.535CrMo36~4220~286011~176~1260Si2Mn55~6232~46T1010~15＜850CrVA55~6232~4065Mn25~3017~2538CrMoAl1008020Cr12~196~1220CrMoTi22~3515~2440Cr30~3819~2830CrMnSi40~5032~4035SiMn40~4625~3440MnB50~5528~40鋼的淬透性的運用鋼的淬透性是機械設計中選材時應予思索的重要要素之一。大截