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高强板奥氏体连续冷却转变性能影响

更新时间  2023-03-02 09:31:16 阅读


1)用等温转变曲线图近似地分析连续冷却转变 在实际热处理生产中,过冷奥氏体转变大多在连续冷却过程中进行。由于连续冷却转变图的测定比较困难,有些广泛使用的高强板的冷却转变曲线至今尚未测出。故常用等温转变曲线图近似地分析连续冷却转变的产物和性能。图4-10所示为应用共析钢等温转变曲线,分析其过冷奥氏体在连续冷却中所得到的组织。

  图4-10中的v1、v2、v3、v4分别代表不同的冷却速度,根据它们同C曲线相交的温度范围,可定性地确定其连续冷却转变的产物和性能。

  v1冷却速度相当于随炉缓冷,也称炉冷的冷却速度。v1与C曲线相交于A1~650℃温度范围内,过冷奥氏体将在附近的温度范围内进行转变,故可以判断其转变产物为珠光体(P)。

  同理,以v2冷却速度冷却,转变产物为索氏体(S),v2相当于空冷的冷却速度。

  v3相当于油冷的冷却速度。有一部分过冷奥氏体在“鼻尖”附近分解为托氏体,但v3没有与C曲线转变的终了线相交,故另一部分奥氏体被过冷到Ms温度以下,转变为马氏体(注意,过冷奥氏体在连续冷却过程中不发生贝氏体转变),最终获得托氏体+马氏体的组织(T+M)。

  v4相当于水冷的冷却速度。此时冷却速度很快,在M温度以上不与C曲线相交,因此,过冷奥氏体来不及分解,就被过冷到Ms温度以下向马氏体转变,最终获得马氏体(M)。

  v临与C曲线“鼻尖”相切的冷却速度,是过冷奥氏体在连续冷却时全部转变为马氏体的最小冷却速度,称为临界冷却速度。

  (2)马氏体转变 当奥氏体的冷却速度大于该钢的v临,急冷到Ms以下时,奥氏体便开始转变为马氏体。由于转变温度低,原子扩散能力小,在马氏体转变过程中,只有γ-Fe向α-Fe的晶格转变,不发生碳原子的扩散。因此,溶解在奥氏体中的碳,转变后原封不动地保留在铁的晶格中,形成碳在α-Fe中的过饱和固溶体,称为马氏体,用符号“M”表示。

  1)马氏体转变的特点。马氏体转变是在一定温度范围内(Ms~Mf)连续冷却过程中进行的;马氏体转变速度极快,产生很大的内应力;转变时体积发生膨胀(马氏体的比容比奥氏体的比容大);马氏体转变不能完全进行到底,即使过冷到Mf以下温度,仍有少量奥氏体存在,这部分奥氏体称为残留奥氏体。

  2)马氏体的组织和性能。马氏体的组织形态有针状和板条状两种。图4-11a所示为针状马氏体的显微组织,也称为高碳马氏体。针状马氏体的性能特点是硬度高而脆性大。图4-11b所示为板条状马氏体,也称为低碳马氏体。板条状马氏体的性能特点是具有良好的强度及较好的韧性。

  马氏体的硬度主要取决于马氏体中的含碳量。马氏体的含碳量越高,其硬度也越高,如图4-12所示。但当钢中w(C)大于0.6%时,由于钢中残留奥氏体增多,所以致使淬火钢的硬度增加缓慢。

  由本节讨论可知,高强板在等温冷却时,等温转变的温度不同,转变产物和性能也不同。在连续冷却时,冷却速度不同,所得到的组织和性能也不同。钢的等温转变曲线反映了过冷奥氏体在等温冷却条件下组织转变的规律。它对分析热处理时连续冷却后获得的组织和性能,正确制定热处理工艺,以及合理选材都具有重要的指导意义。