第三章J奥氏体的形成讲解.ppt
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习题: 1、以共析钢为例,简述奥氏体转变过程,为什么奥氏体全部形成后还会有部分渗碳体未溶解? 2、奥氏体晶核优先在什么地方形成?为什么? 4、结合铁碳相图说明奥氏体长大过程中扩散的作用。 5、绘制共析钢等温加热TTA图,说明图中各曲线的意义,并填写各区组织。 6、什么是奥氏体的本质晶粒度、起始晶粒度和实际晶粒度,钢中弥散析出的第二相对奥氏体晶粒的长大有何影响? 7、连续加热时,奥氏体转变有何特点? 8、实验测得共析钢薄试样于780℃盐浴炉中加热奥氏体化时,在铁素体消失 的瞬间,奥氏体基体碳含量为0.61%,如果采用900℃盐浴炉奥氏体化,奥氏体基体碳含量下降到0.46%, 试分析该现象产生的原因。 由图可见: (1)A转变有孕育期, (2) A转变速度先增后减,转变量50%时最大 (3) T↗,孕育期↘ ,转变速度↗ (4)此曲线仅表示P→A转变刚结束。 730℃ 750℃ 790℃ 奥氏体量(%) 时间(S) 100 50 0 共析钢的奥氏体等温转变量与时间的关系 一.奥氏体等温形成动力学 2、等温转变图(TTA) —Time Temperature Austenitization 800 750 700 温度/ ℃ t/s 730 750 790 T/ ℃ 奥氏体量(%) 100 50 0 ——奥氏体转变开始线 ——奥氏体转变完成线 P P+A A ? TTA图的说明 不均匀A 均匀A P+ A A+ Fe3C P T(s) T/℃ 可见:残余A的溶解,特别是成分均匀化所需时间最长。 Ac1 1 2 3 4 1—A转变开始线 2—A转变终止线 3—残余Fe3C溶解终止线 4—A均匀化终止线 0 101 102 103 104 过共析碳钢奥氏体等温形成图(TTA) 在AC3(Acm)以上,亚(过)共析钢中的先共析组织转变(a)通过碳原子在A中扩散而进行的。 (b)不形成新核,通过原有奥氏体向先共析组织长大而完成。 亚共析碳钢的奥氏体等温形成动力学图 二.奥氏体等温形成动力学分析 1、形核率 3.3、奥氏体转变动力学 σ-新旧相间的比界面能 △GV -体积自由能差 ES-体积应变能 △G*-临界形核功,Q-扩散激活能, T↗,I↗,其原因: T↗ ,A形核所需的浓度起伏减小, T↗, △G*↘, exp(- △G*/KT)↗ T↗,exp(-Q/KT)↗,即能克服能垒进行扩散的原子数↗ 非均匀形核率—— 受温度影响与均匀形核一致, T1 A F T℃ C CA/Fe3C CA/F CF/A CF/Fe3C T2 均匀形核 还受形核位置数(缺陷数)影响 二.奥氏体等温形成动力学分析 2、A长大线速度 假设:①忽略F和Fe3C中的浓度梯度 ②相界面处维持局部平衡 ③C在A中扩散达准稳态 导出,相界面推移速度为: 3.3、奥氏体转变动力学 1)T↗,G ↗ F Fe3C A T1 A F T℃ C CA/Fe3C CA/F CF/A CF/Fe3C D— C在A中扩散系数, dC/dx—A中浓度梯度 △CB— 两相在界面上的浓度差 讨论: 2) GA→F GA→Fe3C T2 CA/Fe3C CA/F CF/A CF/Fe3C 公式应用:估算某一温度下A向F(或Fe3C)的移动速度。 当A形成温度为780℃时 ∴ F先消失,剩余碳化物 T1 A F T℃ C CA/Fe3C CA/F CF/A CF/Fe3C ?若温度升高,会发生什么变化? 实验测得共析钢薄试样于780℃盐浴炉中加热奥氏体化时,在铁素体消失 的瞬间,奥氏体基体碳含量为0.61%,如果采用900℃盐浴炉奥氏体化,奥氏体基体碳含量下降到0.46%, 试分析该现象产生的原因。 转变温度越高, 残余碳化物量↗ 越大 T1 A F T℃ C CA/Fe3C CA/F CF/A CF/Fe3C ☆综上所述,和过冷情况下的结晶过程不同,A形成时, T↗(或过热度△T ↗),始终有利于A的形成。 ∴ T↗,A形成速度↗ 三.影响奥氏体转变速度的因素 温度、原始组织、成分 1、温度的影响 3.3、奥氏体转变动力学 T↗, I ↗, G↗, 且I ↗ G↗ 各种因素中,T的影响作用最强烈 2、原始组织的影响 片状P转变速度球状P 薄片较厚片转变快 3、碳含量的影响 C%↗, A形成速度↗ 三.影响奥氏体转变速度的因素 温度、成分、原始组织 4、合金元素的影响 3.3、奥氏体转变动力学 (1)对A形成
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