钢中奥氏体的形成(第2章)PPT文件格式下载.ppt
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形成奥氏体核心形成奥氏体核心是增加的表面能;
是增加的表面能;
GGee:
形成奥氏形成奥氏体核心体核心时增加的增加的应变能应变能G=-Gv+Gs+GeA/FeA/Fe33CC界面向界面向FeFe33CC推移速度推移速度刚形成的刚形成的AA平均含碳量平均含碳量PV2V1不均匀不均匀A均匀均匀AP+AA+Fe3CPt/sT/V3V2Ac1
(1)加热速度加热速度,转变温度转变温度;
(2)转变在一个温度范围内完成转变在一个温度范围内完成;
(3)形成速度随加热速度形成速度随加热速度而而,(4)A起始晶粒度随加热速度速度起始晶粒度随加热速度速度而细化,而细化,(5)A成分不均匀性随加热速度成分不均匀性随加热速度而而。
V1连续加热转变动力学示意图连续加热转变动力学示意图2-27Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels
(2)形核率和形核率和长大速率大速率奥氏体形核率奥氏体形核率:
单位位时间单位体位体积内形成达内形成达到到临界晶核尺寸的晶核个数界晶核尺寸的晶核个数I=Nexp-(Q+G*)/kTN:
单位体位体积旧相中的原子数目;
旧相中的原子数目;
:
原子中振原子中振动频率;
率;
Q:
原子原子扩散激活能。
散激活能。
=Nexp(-Q/kT)exp(-G*/kT)温度的影响温度的影响非均匀形核:
非均匀形核:
I=Nexp(-Q/kT)exp(-G1*/kTT2)2-28Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels1)温度升高)温度升高,形核率形核率I以指数关系增加;
以指数关系增加;
2)温度升高)温度升高,GV增大增大,使使G*减小减小,I进一步增大;
进一步增大;
3)温度升高)温度升高,原子扩散速度加快原子扩散速度加快,有利于铁素体向奥氏有利于铁素体向奥氏体点阵改组体点阵改组,也促进渗碳体溶解也促进渗碳体溶解,加速奥氏体的形核;
加速奥氏体的形核;
4)温度升高)温度升高,铁素体的铁素体的C%增加增加,另一方面奥氏体在铁素另一方面奥氏体在铁素体中形核时所需的碳浓度沿体中形核时所需的碳浓度沿SG而降低而降低,减小奥氏体形减小奥氏体形核所需要的碳浓度起伏核所需要的碳浓度起伏,促进奥氏体的形核。
促进奥氏体的形核。
温度对形核率的影响温度对形核率的影响2-29Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels线性性长大速率大速率:
界面延法界面延法线方向推方向推进的速率的速率FFe3CA假设假设:
忽略忽略FF和和FeFe33CC中的浓度梯度中的浓度梯度相界面处维持局部平衡相界面处维持局部平衡CC在在AA中扩散达准稳态中扩散达准稳态相界面推移速度为:
相界面推移速度为:
DC在在A中扩散系数,中扩散系数,dC/dxA中浓度梯度中浓度梯度CB两相在界面上的浓度差两相在界面上的浓度差另一表达式见另一表达式见p63p632-30公式应用:
估算某一温度下公式应用:
估算某一温度下A向向F(或(或Fe3C)的移动速度)的移动速度当当A形成温度为形成温度为780时时F先消失,剩余碳化物先消失,剩余碳化物T1AFTCCA/Fe3CCA/FCF/ACF/Fe3C转变温度转变温度,残余碳化物量,残余碳化物量Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels2-31Chapter2:
FormationofAusteniteinSteelsT,I,G,且且IGT的影响作用最强烈的影响作用最强烈2)原始组织的影响原始组织的影响片状片状P转变速度转变速度球状球状P薄片较厚片转变快薄片较厚片转变快3)碳含量的影响碳含量的影响C,A形成速度形成速度,1)温度的温度的影响影响(3)奥氏体奥氏体转变影响因素影响因素4)合金元素的影响合金元素的影响(P64)2-32Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels奥氏体晶粒度奥氏体晶粒度-表示晶粒大小的尺度表示晶粒大小的尺度,评定钢加热质量重要指标。
评定钢加热质量重要指标。
1)1)起始晶粒度:
起始晶粒度:
临临界界温温度度以以上上奥奥氏氏体体形形成成刚刚刚刚完完成成,晶晶粒粒边边界界刚刚互互相相接接触触时时晶晶粒大小。
粒大小。
2)2)实际晶粒度:
实际晶粒度:
在某一热处理加热条件下,所得到的晶粒尺寸。
3)3)本质晶粒度:
本质晶粒度:
钢在一定条件下奥氏体晶粒长大的倾向性。
2.3奥氏体晶粒长大奥氏体晶粒长大
(1)奥氏体晶粒表征奥氏体晶粒表征2-33Chapter2:
FormationofAusteniteinSteelsn=2N-1或或n=2N+3NN:
晶粒度级别:
晶粒度级别;
nn:
金金相相观观察察放放大大100100倍倍进进行行时时每每平平方方英英寸寸(6.45cm(6.45cm22)视视野野中中所含平均晶粒数目所含平均晶粒数目;
n:
实际上每上每1mm1mm22试样面面积中的平均晶粒数目。
中的平均晶粒数目。
奥氏体晶粒奥氏体晶粒评定定标准准标准实验条件标准实验条件:
93010/38h2-34Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels本质粗晶粒度钢本质粗晶粒度钢本质细晶粒度钢本质细晶粒度钢2-35Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels正常长大?
正常长大?
异常长大?
(2)奥氏体晶粒奥氏体晶粒长大大(现象象)2-36Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels(3)奥氏体晶粒奥氏体晶粒长大大(机理机理)abc120120晶粒长大驱动力晶粒长大驱动力(界面能降低界面能降低):
F驱驱=2/R理想界面形态理想界面形态:
界面平直界面平直,界面间夹角界面间夹角120晶粒长大方式:
大吃小晶粒长大方式:
大吃小2-37晶粒大小均匀一致时稳定的二维晶粒大小均匀一致时稳定的二维结构结构Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels2-38(4)奥氏体晶粒奥氏体晶粒长大大(过程程)Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels2-39Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels晶粒长大阻力晶粒长大阻力第二相质点的钉扎作用第二相质点的钉扎作用F阻阻=3f/2r界界面面rr-粒子半径粒子半径,f粒子数粒子数,-比界面能比界面能第二相质点越细小,分散,总阻力第二相质点越细小,分散,总阻力2-40Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels(5)奥氏体晶粒奥氏体晶粒长大大(影响因素影响因素)1)加热温度和保温时间加热温度和保温时间T,t,A晶粒度晶粒度2)加热速度加热速度快速加热并短时保温可获得细小快速加热并短时保温可获得细小A晶粒。
晶粒。
3)化学成分化学成分4)原始组织原始组织2-41Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels1)1)工艺措施工艺措施(p68)(p68)2)2)粗大奥氏体晶粒的遗传及阻断粗大奥氏体晶粒的遗传及阻断缺陷:
缺陷:
组织遗传组织遗传过热的钢,再次正常加热后,过热的钢,再次正常加热后,AA仍保留原来粗仍保留原来粗大晶粒,原来取向和晶界的现象。
大晶粒,原来取向和晶界的现象。
相遗传相遗传母相中的晶体缺陷和不均匀性被新相继承。
母相中的晶体缺陷和不均匀性被新相继承。
消除消除(关键是破坏新旧相之间的取向关系关键是破坏新旧相之间的取向关系)避免由不平衡相直接加热形成奥氏体;
避免由不平衡相直接加热形成奥氏体;
避免以非扩散方式形成奥氏体;
多次加热破坏原有的晶体取向。
(6)奥氏体晶粒奥氏体晶粒长大大(控制方法控制方法)2-42Chapter2:
FormationofAusteniteinSteels2.4小结小结在正火、淬火和退火的马氏体、贝氏体、珠光体转变中在正火、淬火和退火的马氏体、贝氏体、珠光体转变中钢的奥氏体化钢的奥氏体化(奥氏体的形成奥氏体的形成)非常重要。
非常重要。
本章从热力学、动力学的角度讲解了奥氏体化的过程、本章从热力学、动力学的角度讲解了奥氏体化的过程、机理及若干影响因素。
机理及若干影响因素。
讲解了奥氏体的长大机制、现象、影响因素及如何调控讲解了奥氏体的长大机制、现象、影响因素及如何调控晶粒大小,还涉及大晶粒尺寸的表征。
晶粒大小,还涉及大晶粒尺寸的表征。
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- 奥氏体 形成