【文章內容簡介】 光體P A1~650 擴散型粗片狀， F、 Fe3C相間分布 520 退火S 650~600細片狀， F、 Fe3C相間分布 2030 正火T 600~550極細片狀， F、 Fe3C相間分布3040 等溫處理貝氏體B上 550~350 半擴散型羽毛狀，短棒狀 Fe3C分布于過飽和 F條之間4050 等溫處理B下 350~MS竹葉狀，細片狀 Fe3C分布于過飽和 F針上5060 等溫淬火馬氏體M針 MS~Mf 無擴散型針狀 6065 淬火M*板條 MS~Mf板條狀 50 淬火二、碳鋼 過冷奧氏體轉變圖兩種冷卻方式示意圖1—— 等溫冷卻2—— 連續(xù)冷卻過冷奧氏體的轉變方式有 等溫轉變 和 連續(xù)冷卻轉變 。過冷奧氏體轉變圖：用于描述過冷奧氏體，不同冷卻制度下，隨時間和溫度改變而發(fā)生轉變的現(xiàn)象。㈠ 過冷奧氏體的等溫轉變圖(TimeTemperatureTransformation diagram)過冷奧氏體的等溫轉變圖 是表示奧氏體急速冷卻到臨界點 A1 以下在各不同溫度下的保溫過程中轉變量與轉變時間的關系曲線。又稱 C 曲線、 S 曲線或TTT曲線。5506502s 10s5s2s5s10s30s40sC曲線的建立以共析鋼為例：⑴ 取一批小試樣并進行奧氏體化。⑵ 將試樣分組淬入低于 A1 點的不同溫度的鹽浴中，隔一定時間取一試樣淬入水中。⑶ 測定每個試樣的轉變量，確定各溫度下轉變量與轉變時間的關系。⑷ 將各溫度下轉變開始時間及終了時間標在溫度 — 時間坐標中，并分別連線。轉變開始點的連線稱轉變開始線。轉變終了點的連線稱轉變終了線。時間溫度A1MSMfA過冷PBMA→ MA→ BA→ P轉變開始線轉變終了線奧氏體A1Ms 間及轉變開始線以左的區(qū)域為過冷奧氏體區(qū)。轉變終了線以右及Mf以下為轉變產物區(qū)。兩線之間及 Ms與 Mf之間為轉變區(qū)。亞共析鋼和過共析鋼的等溫轉變圖： 亞共析鋼和過共析鋼完全奧氏體化后的等溫轉變圖與共析鋼等溫轉變圖區(qū)別是在 C曲線的上方各增加了一條線。亞共析鋼 C曲線中，該線表示先共析鐵素體線。過共析鋼，該線則是先共析滲碳體線。過冷奧氏體等溫轉變圖的意義⑴ 轉變開始線與縱坐標之間的距離為孕育期。孕育期越小，過冷奧氏體穩(wěn)定性越小。孕育期最小處稱 C 曲線的 “鼻尖 ”。碳鋼鼻尖處的溫度為 550℃ 。⑵ “鼻尖 ”以上，隨過冷度增加，孕育期變短； “鼻尖 ”以下，隨過冷度增加，孕育期變長。在鼻尖以上 , 溫度較高，相變驅動力?。辉诒羌庖韵?，溫度較低，擴散困難。從而使奧氏體穩(wěn)定性增加。 ⑶ C曲線明確表示了過冷奧氏體在不同溫度下的等溫轉變產物PSTB上B下M+A′影響 C 曲線的因素使過冷奧氏體穩(wěn)定性增加的因素使 C曲線右移 ；相反則左移。含碳量的影響：共析鋼的過冷奧氏體最穩(wěn)定， C曲線最靠右。Cr對 C曲線的影響大多數(shù)雜質元素增加奧氏體的穩(wěn)定性。奧氏體化溫度提高和保溫時間延長，使奧氏體成分均勻、晶粒粗大、未溶碳化物減少，增加了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使 C 曲線右移。㈡ 過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉變圖共析鋼 CCT曲線過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉變圖又稱 CCT(ContinuousCoolingTransformation diagram)曲線，是通過測定不同冷速下過冷奧氏體的轉變量獲得的。Vk’Vk共析鋼的 CCT曲線過冷奧氏體轉變在一定溫度范圍內進行，因此 組織不均勻 。連續(xù)冷卻曲線中，珠光體轉變所需孕育期長（與相應過冷度下TTT圖比較）。Vk’Vk共析鋼的 CCT曲線共析鋼的 CCT曲線 沒有貝氏體轉變區(qū) ，在珠光體轉變區(qū)之下多了一條轉變 中止線 。當連續(xù)冷卻曲線碰到轉變中止線時，珠光體轉變中止，余下的奧氏體一直保持到 Ms以下轉變?yōu)轳R氏體。Vk時間 /s溫度/℃共析鋼的 CCT圖共析溫度連續(xù)冷卻轉變曲線完全退火正火等溫轉變曲線油淬水淬M+A’ M+T+A’ S P200100圖中的 Vk 為 CCT曲線的 淬火臨界冷卻速度 ，即獲得全部馬氏體組織時的最小冷卻速度。Vk′為 TTT曲線的臨界冷卻速度 .Vk′ ? Vk 。用 TTT曲線定性說明共析鋼連續(xù)冷卻時的組織轉變爐冷空冷油冷水冷PST+M+A’M+A’P均勻 A細 AP退火(爐冷 )正火(空冷 )S淬火(油冷 )T+M+A’M+A’淬火(水冷 )A1MSMf時間650℃600℃550℃PST45鋼 850℃ 油冷組織M+T三、鋼的淬透性工件尺寸、冷卻介質等影響零件表層和內部的組織。M量和硬度隨深 度的變化淬透性 是指鋼在淬火時獲得 淬硬層 深度的能力。其大小是用規(guī)定條件下 淬硬層深度 來表示。淬硬層深度 是指由工件表面到半馬氏體區(qū) (50%M + 50%P)的深度。淬硬性 是指鋼淬火后所能達到的最高硬度，即硬化能力。淬火臨界直徑 (Dk) ：圓柱鋼棒在規(guī)定的淬火介質中能全部淬透的最大直徑。淬透性高的鋼（ C曲線靠右）， Dk越大。淬火介質的冷卻能力愈強，鋼的臨界直徑越大。影響淬透性的因素鋼的淬透性取決于臨界冷卻速度 Vk， Vk越小，淬透性越高。Vk取決于 C曲線的位置， C 曲線越靠右， Vk越小。凡是影響 C曲線的因素都是影響淬透性的因素。共析鋼的 C曲線靠右，其臨界速度最??；多數(shù)合金元素都使鋼的淬透性提高；奧氏體化溫度高、保溫時間長也使鋼的淬透性提高。螺桿表面的淬火裂紋四、碳鋼在回火時的組織轉變室溫下， 馬氏體和殘余奧氏體處于亞穩(wěn)態(tài) ，趨于分解為鐵素體及碳化物，這一過程會導致零件性能和尺寸變化。淬火中， 各處冷卻速度不一致 ，導致零件存在殘余內應力，會導致零件變形開裂。回火的目的減少或消除淬火內應力，防止變形或開裂；獲得所需要的力學性能。淬火鋼一般硬度高，脆性大，回火可調整硬度、韌性。穩(wěn)定組織和零件尺寸回火 是指將淬火鋼加熱到 A1以下的某溫度保溫后冷卻的工藝。（一）回火時的組織轉變淬火鋼回火時的組織轉變主要發(fā)生在加熱階段。隨加熱溫度升高，淬火鋼的組織發(fā)生四個階段變化。第一階段 （ 80200oC）：馬氏體分解；第二階段 （ 200300oC）：殘余奧氏體的轉變；第三階段 （ 300400oC）：碳化物的轉變；第四階段 （ 400oC）： α相狀態(tài)的變化和碳化物的聚集長大。透射電鏡下的回火馬氏體形貌馬氏體的分解（ 80200℃ ）?80℃ 回火時，鋼的組織無變化。80200℃ 加熱時，馬氏體將發(fā)生分解 ,從馬氏體中析出 ?碳化物 (? FeXC， x接近 2)，使馬氏體過飽和度降低。析出的碳化物以細片狀分布在馬氏體基體上，這種組織稱回火馬氏體，用M回 表示。在光鏡下 M回 為黑色， A′為白色。回火馬氏體淬火高碳鋼回火時析出 ε碳化物；%C 時，不析出碳化物，只發(fā)生碳在位錯附近的偏聚；淬火中碳鋼回火析出混合馬氏體組織。(1)回火溫度 越高，馬氏體分解越快；(2)回火初期 分解較快；(3)淬火馬氏體碳濃度 越高，分解越快， M回 碳濃度也越高。殘余奧氏體分解 (200300oC)① 馬氏體繼續(xù)分解；② 殘余奧氏體所受的壓力下降， 轉變?yōu)橄仑愂象w，且在回火過程中能 完全轉變 ；③ ?碳化物 開始向 Fe3C轉變（形核、長大） 。碳化物的轉變 (300400oC)① ?碳化物完全轉變?yōu)?Fe3C；② 到 350℃ , 馬氏體含碳量降到鐵素體平 衡成分；③ 內應力大量消除。回火屈氏體M回 轉變?yōu)樵?保持馬氏體形態(tài)的鐵素體基體 上分布著 細粒狀 Fe3C組織，稱回火屈氏體，用 T回 表示?；鼗鹚魇象w α相狀態(tài)的變化和 Fe3C聚集長大鐵素體 開始 回復 ，600oC開始 再結晶 。450℃ 以上鐵素體發(fā)生多邊形化， 由針