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钢在冷却时的组织转变

加热以获得奥氏体组织后,如果在不同的冷却条件下冷却,钢最终将获得不同的机械性能。例如,直径为15毫米的45钢制成的轴在840°C加热后,由于不同的冷却条件,其性能会有显着差异,如表6-1所示。为了弄清这些差异的原因,有必要了解冷却过程中奥氏体的结构变化。

各种热处理工艺的冷却方法归纳为两种类型(见图6-3)。

等温冷却:将奥氏体钢快速冷却至Ar1以下的温度,并使其等温放置一段时间,以使奥氏体在此温度下完成其转变,然后冷却至室温。

连续冷却:奥氏体钢以不同的冷却速率(例如炉冷却,空气冷却,油冷却,水冷却等)连续冷却至室温。

以下仍以共析钢为例来说明冷却方法对钢的组织和性能的影响。

当温度高于A1时,奥氏体稳定。当温度降至A1以下时,奥氏体处于过冷状态。该奥氏体称为过冷奥氏体。过冷的奥氏体是不稳定的,会转变成其他组织,但是冷却到低于A1温度后不会立即改变,但是在转变之前需要一定的时间。这个时期称为潜伏期。

将高温奥氏体迅速冷却至低于A1的温度并保持恒定,并且过冷奥氏体在恒定温度下转变,这称为过冷奥氏体的等温转变。

资料来源:《金属工艺基础与实践》 /刘劲松主编。 北京:清华大学出版社,2007.5

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tag3:钢在冷却过程中的结构性能