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钢在加热时的组织转变-奥氏体的形成和状态图

奥氏体的形成和状态图

第一篇中已介绍过的Fe-Fe3C状态图是研究碳钢热处理的依据,由状态图可知,钢在727以下平衡状态的相组成物都是铁素体和渗碳体,共析成分钢室温下的平衡组织是铁素体及渗碳体组成的二相机械混合物——珠光体;而亚共析钢,则除珠光体外,其平衡组织中尚有先共析铁素体;过共析钢的平衡组织则为渗碳体及珠光体。这些先共析相通常总是以块状或网状形态分布在珠光体的周围。钢的加热温度不超过727℃时,这些组织不会有什么根本变化。但加热温度高于727℃时,钢中即会形成奥氏体。奥氏体首先是由珠光体转变而成的。在Fe-Fe3C状态图上,当加热温度高于PSK线而低于GS线(或ES线)时,钢的组织将是铁素体(或渗碳体)加奥氏体,该奥氏体的含碳量将按GS(或ES)线随温度而变化,而与钢的原始含碳量无关。当加热到高于GS(或ES)线以上温度时,则原来的先共析相都将消失,钢即处于单一的奥氏体状态,此时奥氏体的含碳量即为钢的原始含碳量。继续提高加热温度,在奥氏体区内不再发生任何相变。以上所述既是各种钢加热时由二相混合物转变为单一奥氏体的一般过程。

FeFe3C状态图是在极其缓慢的加热和冷却条件下得到的平衡状态的相图,这条件在一般实际生产中是难以达到的。在生产实际中的加热冷却速度下,尽管总的变化规律基本上还是这样,但其临界点、相区等都将和平衡图有所偏离。图7-2所示即为加热和冷却速度为0.125℃/分时,对临界温度A1、A3和A㎝的影响。由于热处理时,实际的加热和冷却速度使临界温度偏离平衡的临界温度,所以为识别起见,规定用Ac和Ar分别表示实际加热和冷却过程中的临界温度,并且再以1、3等数字作为下标,以与平衡的临界温度相对应。如Ac1、Ar1、Ac3、Ar3、Ac㎝等。各临界温度的符号及意义见表7-1.


实际加热、冷却过程中各临界温度是随加热、冷却速度而变化的,加热速度愈大,其临界温度升高愈多,反之冷却速度愈大,则其临界温度也将降低愈多。实际临界温度与平衡临界温度的差值在冷却时称为过冷度,在加热时则称为过热度。

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