01

第一种C曲线


由于各种合金元素的不同影响,TTT曲线的形状是多种多样的。


第一种C曲线,具有单一的“C”形曲线。碳钢以及含有Si、Ni、Cu、Co等合金元素的钢均属于此种(如图1所示),其鼻尖温度约为500-600℃,实际上是由两个邻近的C曲线合并而成(如图中虚线所示),在鼻尖以上等温时,形成珠光体,在鼻尖以下等温时,形成贝氏体。

图1 两个C曲线合并为一个C曲线


02

第二种和第三种C曲线


第二种和第三种,曲线呈双“C”形。

若钢中加入能使贝氏体转变温度范围下降,或使珠光体转变温度范围上升的合金元素(如Cr、Mo、W、V等)时,则随合金元素含量增加,珠光体转变曲线与贝氏体转变曲线逐渐分离。当合金元素含量足够高时,两曲线将完全分开,在珠光体转变和贝氏体转变之间出现一个过冷奥氏体稳定区

图2 第二种类型的C曲线


若加入的合金元素不仅能使珠光体转变与贝氏体转变分离,而且能使珠光体转变速度显著减慢,但对贝氏体转变速度影响较小时,则得到如图2所示的等温转变图(第二种);

反之,若加入的合金元素能使贝氏体转变速度显著减慢,而对珠光体转变速度影响不大时,则得到如图3所示的等温转变图(第三种)。


图3 第三种类型的C曲线


03

第4种C曲线


只有贝氏体转变的C曲线。在含Mn、Cr、Ni、W、Mo量高的低碳钢中,扩散型的珠光体转变受到极大阻碍,因而只出现贝氏体转变的C曲线(如图4所示)。


图4 第四种类型的C曲线


04

第5种C曲线


只有珠光体转变的C曲线(如图5所示),常出现于中碳高铬钢中。


图5 第五种类型的C曲线


05

第6种C曲线


在Ms点以上整个温度区间内不出现C曲线。

这类钢常为奥氏体钢,高温下稳定的奥氏体组织能全部过冷至室温。


06

TTT曲线的影响因素

01

合金元素的影响

如上所述,合金元素对TTT曲线的影响最大。

一般来说,除Co和Al以外的合金元素均使TTT曲线右移,即增加过冷奥氏体的稳定性。各种合金元素对TTT曲线的影响如图6所示。

图6 合金元素对过冷奥氏体等温转变图的影响


但是,合金元素的作用大小还与其在奥氏体中的溶解状态、形成的碳化物形态、奥氏体化温度、合金元素含量以及多种合金元素的相互作用等因素有关。

02

奥氏体晶粒尺寸的影响

由于珠光体的形核位置主要是奥氏体晶界,奥氏体晶粒细小时,其晶界总面积增大,有利于形核,从而促进转变,使珠光体转变曲线左移。

而贝氏体转变中α相的形核位置可以是晶界,也可以在晶内,所以奥氏体晶粒尺寸对贝氏体转变的影响较小。

03

原始组织、加热温度和保温时间的影响

工业用钢在相同加热条件下,原始组织越细小,所得到的奥氏体成分越均匀,冷却时新相形核及长大过程中所需的扩散时间就越长,TTT曲线因此右移,并且Ms点下降。

当原始组织相同时,提高奥氏体化温度或延长奥氏体化时间,将促使碳化物溶解、奥氏体成分均匀和奥氏体晶粒长大,导致TTT曲线右移。

04

奥氏体塑性变形的影响

奥氏体的塑性变形会显著影响珠光体转变动力学。一般来说,形变量越大,珠光体转变孕育期就越短,即加速珠光体转变。形变加速珠光体转变的原因可分为三种情况:

① 相变前形变奥氏体处于完全再结晶状态时,其原因是再结晶细化了奥氏体晶粒;

② 相变前形变奥氏体处于加工硬化状态时,其原因是形变促进了晶界与晶内(如滑移带、孪晶)形核;

③ 相变前形变奥氏体中析出大量细小的形变诱发碳化物时,其原因是形变诱发碳化物促进了珠光体的晶内形核。

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月峰居士

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