钢在冷却过程中的组织转变（一）等温转变

一、过冷奥氏体的等温转变
      钢材加热后形成的奥氏体过冷至临界点下的某一温度，在未发生转变时称为过冷奥氏体，在此温度停留过程中发生的转变称为过冷奥氏体的等温转变。
      1、过冷奥氏体的等温转变图
      奥氏体在不同过冷度（等温转变温度下），经不同时间保温后，其转变产物和转变量是不同的。奥氏体等温转变的基本规律，可用等温温度-等温时间-等温转变产物转变量三者关系（TTT）曲线图，即过冷奥氏体等温转变图来说明。这个曲线图是用实验方法建立的。常用的方法有金相法、硬度法、膨胀法和磁性法等。
      图1所示为某一等温温度下，以奥氏体转变量-时间坐标图上（时间用对数表示），并把所有转变开始点连接起来，称为开始转变线；把所有转变终了点连接起来，称为转变终了线。由此，便绘成如图2所示的共析钢等温转变综合力学图，常称等温转变图。由于此曲线的形状像字母“C”，故称C曲线，又称S曲线或TTT曲线。

图1 共析钢在某一温度下等温转变动力学曲线

图2 共析碳钢过冷奥氏体等温转变图

图1 共析钢在某一温度下等温转变动力学曲线                  图2 共析碳钢过冷奥氏体等温转变图



      在C曲线图中还标有3条水平线：
      1）A1线——位于C曲线上方，在A1线以上，奥氏体是稳定的；A1线以下，奥氏体不稳定存在，要发生转变；
      2）Ms线——位于C曲线下方，表示奥氏体向马氏体转变开始的温度；
      3）Mf线——位于Ms线下方，表示奥氏体向马氏体转变终止的温度。
      由C曲线可看到过冷奥氏体等温转变规律：
      1）在等温过程中，过冷奥氏体需要一段准备时间才开始转变。这段准备时间称为孕育期。孕育期的长短可作为过冷奥氏体稳定性大小的标志；
      2）孕育期和转变终了所需时间随转变温度而变化。从A1开始，孕育期和转变终了所需时间随转变温度的降低而缩短，当达到一定温度后，又随温度的降低而延长；大约在550℃达到最小    值，这时的过冷奥氏体最不稳定，转变速度最快，通常将该处称为C曲线的“鼻子”；
      3）根据转变温度和转变产物的不同，可将C曲线分为3个区域：第一区，从A1到“鼻子”温度（A1~550℃）为高温转变区，转变产物为珠光体，故称为珠光体转变区。第二区，从“鼻子”到Ms温度（550℃~230℃）为中温转变区，转变产物为贝氏体，故称为贝氏体转变区。第三区，从Ms到Mf为低温转变区，转变产物为马氏体，故称为马氏体转变区；
      4）低于Ms（约230℃）时，过冷奥氏体将发生马氏体转变。这种转变没有孕育期，转变速度极快，转变量随温度降低而增加，直到Mf点才停止转变。