钢的热处理（3）在线视频

下面我们学习

过冷奥氏体的连续冷却转变

我们先学习共析钢过冷奥氏体的

连续冷却转变

我们看这幅图

当共析钢

过冷奥氏体的连续冷却速度

小于V_K'的时候

它会生成珠光体

如果当冷却速度大于V_K的时候

它不生成珠光体会全部转变为

下面的M_s以下的马氏体的组织

当然还会有少量的残余奥氏体

共析钢过冷奥氏体

在连续冷却转变时得不到贝氏体

这是我们要注意的

我们看这一幅图

这是共析钢的连续转变冷却曲线

又为CCT曲线

我们看CCT曲线和TTT曲线相比

它是往右下角有一些偏移

这样我们呢可以用TTT曲线

来分析连续转变过程

因为TTT曲线比较容易获得

我们把CCT曲线去除

这个时候我们看看

缓慢冷却的时候

或者说炉冷的时候

它的一个转变情况

那么这个时候

共析钢它的转变产物为珠光体

如果我们加快冷却速度

把它放到空气中进行冷却

或者用流动的空气进行冷却

我们叫气冷

这个时候它的冷却速率为这条曲线

它的转变产物为索氏体组织

如果说我们把零件

放到油里面进行冷却

这个时候它的冷却速度会比较快

它的转变产物为屈氏体加马氏体组织

如果说

我们把它直接放到水中进行冷却

这个时候它的冷却速度会非常快

它得到的是马氏体组织

加上少量的残余奥氏体

那么这个时候

我们再把连续转变冷却曲线

叠加进去

我们可以看出

用TTT曲线来进行分析

完全可以近似的

取代CCT曲线进行分析

我们下面学习

过冷奥氏体的低温转变

这是我们这个课程的

重点内容之一

在M_f和M_s之间

会发生马氏体转变

过冷奥氏体的快速冷却

能够转变得到马氏体组织

我们看看马氏体转变过程的

视频图像

从这个视频我们可以看出

马氏体转变是非常快的

所以我们下面看看

马氏体转变的一些特征

第一个 过冷奥氏体向马氏体转变

它是一种非扩散型的转变

铁和碳原子

都不能进行扩散

铁原子沿奥氏体一定的晶面

集体的按一定的角度

进行切变

使面心立方结构

改组为体心正方晶格

碳原子原地不动

过饱和的留在新形成的晶格中

增大了其正方度

也就是说c/a

这是马氏体的晶格

体心正方晶格

我们看碳原子位于这些间隙的位置

马氏体的本质是碳在α铁里面的

过饱和固溶体

过饱和的碳使α铁的晶格

发生很大的畸变

这样会产生很强的固溶强化

第二 马氏体的形成速度非常快

过冷奥氏体

冷却到M_s点以下后

不需要孕育期

瞬间就可以转变为马氏体

随着温度的降低

过冷奥氏体不断地转变成马氏体

是一个连续的冷却转变过程

第三 马氏体形成时

体积发生膨胀

体积膨胀

在钢中造成很大的内应力

严重时会导致开裂

第四 马氏体转变不彻底

总会有一些残留的奥氏体存在

残余奥氏体的含量

与M_s M_f的位置有关

奥氏体中的碳含量越高

M_s{\r} M_f越低

残余奥氏体量越高

当碳的质量分数

小于0.6%时

残余奥氏体的量可以忽略

但大于0.6%时

残余奥氏体量不可忽略

我们看这个图

随着碳含量的增加

残余奥氏体的量会逐渐的增加

此外碳的质量分数不同时

马氏体的形态会不同

当碳的质量分数

小于0.25%时

马氏体呈板条状

这个时候的马氏体

我们把它叫做低碳马氏体

在透射电子显微镜下观察时

板条马氏体内

有大量的位错缠结的亚结构

所以又称为位错马氏体

当碳的质量分数

大于1%时

马氏体呈针状

又称为高碳的马氏体

在光学显微镜下

呈凸镜状的形状

互为60°角

我们看这个图

在透射电子显微镜下进行观察时

针状马氏体内部

有大量的孪晶

所以又称为孪晶马氏体

当碳的质量分数

介于0.25%和1%之间时

它的组织为板条马氏体

和针状马氏体的混合组织

我们看这一幅图

它给出了马氏体的形态

与碳质量分数的关系

在低碳的部分

为板条的马氏体

在高碳的部分为针状的马氏体

在中间为混合的马氏体

3 马氏体的特点

（1）硬度很高

马氏体的硬度

随着碳的质量分数的增加而增加

因为碳的质量分数的增加

导致晶格畸变的增加

所以硬度会进一步增加

（2）马氏体的塑性和韧性

与碳含量密切相关

低碳马氏体不仅强度高

塑性和韧性也比较好

而高碳马氏体

硬而脆 塑性 韧性极差

但是晶粒细化

得到的隐晶马氏体

有一定的韧性

（3）马氏体的物理性能变化

马氏体的比容

比奥氏体大

当奥氏体转变为马氏体时

它的体积会膨胀

马氏体是铁磁相

而奥氏体是顺磁相

马氏体晶格畸变严重

因此电阻率较高

2 亚共析钢过冷奥氏体的

连续冷却转变

亚共析钢过冷奥氏体

在高温时有一部分

会转变为铁素体

在中温时

会有少量的贝氏体的产生

是上贝氏体

我们看这一幅图

它给出了亚共析钢

过冷奥氏体

在不同冷却速度下的转变产物

我们先看炉冷

炉冷是缓慢的冷却

这个时候它生成铁素体

然后加珠光体

我们再看看气冷

它的冷却速度

相对炉冷要快一些

这个时候它的转变产物为

铁素体加索氏体

我们再看油冷

油冷的转变速度比较快

这个时候它的转变产物为

铁素体加屈氏体

加少量的上贝氏体

加马氏体组织

我们再看看水冷

其转变速度比较快

这个时候它的转变产物为马氏体

我们要注意的是

油冷的产物为铁素体

加屈氏体加上贝氏体加马氏体

这个时候铁素体

和上贝氏体的量都比较少

可以忽略

我们再看过共析钢

过冷奥氏体的连续冷却转变

过冷奥氏体在高温时

它会先析出二次渗碳体

剩余的奥氏体

再转变为其他的组织

这一幅图

给出了过共析钢过冷奥氏体

在不同冷却速度下的

连续冷却转变产物

我们先看炉冷

较缓慢的冷却速度下

它的转变产物

产物为二次渗碳体加珠光体

我们再看看气冷

它的转变产物为

二次渗碳体加索氏体

我们再看油冷

它的转变产物为

二次渗碳体加屈氏体加马氏体

然后还有少量的残余奥氏体

我们再看看水冷

水冷的转变产物

它为马氏体加残余奥氏体

我们要注意的是

奥氏体中它的碳含量较高

油冷 水冷后

它在组织中会有残余奥氏体

此外连续冷却过程中

没有贝氏体的生成

4 共析钢转变产物的性能

我们先看看它的硬度

这幅图给出了

在不同温度下

它的转变产物的硬度的变化

我们看出马氏体它的硬度是比较高的

下贝氏体它的硬度也比较高

随着转变温度的提高

上贝氏体

它的硬度进一步下降

屈氏体 索氏体 珠光体的硬度

进一步的下降

我们再看看它的冲击韧性

你会发现

在低温段的转变产物

它的冲击韧性是比较低的

在下贝氏体区域

它的冲击韧性比较高

而在上贝氏体的区域

它的冲击韧性比较低

然后进一步提高转变温度

它的冲击韧性

不断地提高 珠光体的冲击韧性最高

我们在这里

再总结一下

过冷奥氏体在不同温度区间

它的转变产物

高温的转变产物为珠光体

索氏体 屈氏体

它是扩散型的转变

中温转变产物为

上贝氏体 下贝氏体

它是半扩散型转变

低温的转变产物为马氏体

它是非扩散型的转变