材料热处理的加热

钢在加热过程中铁素体一珠光体向奥氏体的等温转变


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为了描述钢的铁索体一珠光体向奥氏体转变过程,经常用奥氏体加热等温转变图。它可以给出在不同加热温度下的转变过程。为了测绘此等温转变图,可把试验钢种试样迅速加热到A1以上规定温度,并在此温度下保持。在等温保持过程中把珠光体一奥氏体转变各阶段的起点和终点记录下来。如果把试验所得各点在温度一时间坐标上标出,并将其连成光滑曲线,就可以得到如图2.4-lb所示的奥氏体等温转变图。

 
 

图2.4-4

图2.4-4所示为似(C)=0.7%钢的加热奥氏体等温转

图2.4-5

图2.4-5 w(C)=0.83%共析钢的加热奥氏体等温转变图示于

 
 

图2.4-4所示为似(C)=0.7%钢的加热奥氏体等温转变; w(C)=0.83%共析钢的加热奥氏体等温转变图示于图2.4-5。τc一残留渗碳体溶解终了线;τA-奥氏体均匀化完成线.

 
  从共析钢的奥氏体等温转变图可知,随着温度升高,珠光体转变为奥氏体的速度急剧增大。这可解释为一方面是扩散过程的加速,另一方面是奥氏体内碳浓度梯度的增加。  
  铁素体一珠光体组织转变为奥氏体的速度除取决于加热保持温度(见表2.4-1)外,尚取决于其原始组织状态(见图2.4-6)。铁索体一珠光体组织愈细,奥氏体形核量愈大,奥氏体化过程愈快。渗碳体的预先球化,特别是形成大块球状体后,奥氏体的形成速度就变慢。  
 

表2.4-1加热温度对奥氏体等温形成速度的影响

表2.4-1加热温度对奥氏体等温形成速度的影响

图2.4-6
 
  加热亚共析钢和过共析钢时,由于自由铁素体转变为奥氏体或渗碳体的溶解使奥氏体化过程复杂化。加热亚共析钢时,奥氏体会在铁素体晶粒边界形核。此时碳在相界面上扩散使渗碳体在铁索体内溶解,铁索体最终转变为奥氏体。  
 

钢中含碳愈多,奥氏体化过程愈快(见图2.4-7),这可以解释为渗碳体量增加使铁索体和渗碳体的边界总面积增大。

 
 

图2.4-7钢中碳含量对珠光体一奥氏体等温转变50%(体积分数)时间的影响

图2.4-7钢中碳含量对珠光体一奥氏体等温转变50%(体积分数)时间的影响

图2.4-8
 
  往钢中加入Cr、Mo、W、V等碳化物形成元素,由于形成的合金碳化物难溶人奥氏体,从而使奥氏体化过程变慢(见图2.4-8);因为合金元素在γ相晶格中的扩散活动性比碳要小得多,因而奥氏体的均匀化过程也需要较长时间。合金元素在铁索体和碳化物中的分布不均匀,从而使奥氏体内的合金元素分布也极不均匀。  
     
   
     
 
 
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