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钢管热处理工艺技术(Ⅰ) ——《热轧无缝钢(2)
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摘要:1.2.2 过冷奥氏体等温转变图 过冷奥氏体等温转变图(简称TTT 图),又称奥氏体等温转变曲线(简称S 曲线或C 曲线),如图2 所示。它是钢中过冷奥氏体转
1.2.2 过冷奥氏体等温转变图
过冷奥氏体等温转变图(简称TTT 图),又称奥氏体等温转变曲线(简称S 曲线或C 曲线),如图2 所示。它是钢中过冷奥氏体转变产物和转变量与温度、时间关系的综合动力学曲线图。它描绘出某一成分的钢加热形成奥氏体后,在以不同冷却制度冷却下来的过程中,随着时间和温度的改变所发生的分解现象。
过冷奥氏体等温转变图以温度为纵坐标,以时间的对数值为横坐标。图上标有钢的化学成分、原始金相组织或状态、奥氏体化温度及保温时间、奥氏体的实际晶粒度等,并绘有转变开始、终了或停止转变的温度-时间曲线,有时也标明不同转变产物的硬度和转变量的百分数等。图上一般标有钢的平衡临界温度A1和A3或升温临界温度Ac1和Ac3,马氏体转变开始及终了温度Ms和Mf,或者还有贝氏体转变开始温度Bs等。
过冷奥氏体等温转变图对了解钢在奥氏体化后的冷却过程中,所发生的变化具有重要意义。从等温转变图上,可以大致估计钢的淬透性和奥氏体化后,在不同温度下分解转变的产物及其性能等。
当钢的成分、奥氏体化条件、形变和应力状态不同,TTT 图的形状和在温度-时间坐标中的位置有很大的差异。但是,转变的基本规律大致相同,都有3 个等温转变区:高温为珠光体转变区、中温为贝氏体转变区、低温为马氏体转变区。
1.2.3 过冷奥氏体连续冷却转变图
过冷奥氏体连续冷却转变图,简称CCT 图(图3),反映奥氏体钢以不同冷却速度连续冷却时,其组织转变开始及终止的温度与时间的关系;也显示出钢在不同连续冷却条件下,得到的组织和相应的硬度。
图2 过冷奥氏体等温转变曲线
图3 过冷奥氏体连续冷却转变曲线
与TTT 图类似,当钢的成分和奥氏体化的条件、形变和应力状态不同,过冷奥氏体连续转变图的形状和位置有差异,但其转变的基本规律大致相同,即以大于临界冷却速度(致使全部马氏体化的最小冷却速度)连续冷却,可抑止珠光体及贝氏体转变,而全部发生马氏体转变,转变温度比等温转变时低,所需时间也长。在连续冷却条件下,共析碳钢只有珠光体转变而无贝氏体转变,过共析碳钢多一个碳化物析出区,亚共析碳钢多一个铁素体和贝氏体转变区。
由于冷却条件的不同,过冷奥氏体的连续冷却转变不同于等温转变。连续冷却过程要先后通过各个转变温度区;因此,可能会先、后发生几种转变。而且,冷却速度不同,发生的转变和转变的相对量也不同,因而得到的组织和性能也不同。所以,连续冷却转变就显得复杂一些,转变的规律性也不像等温转变那样明显,形成的组织也不容易区分。
过冷奥氏体连续转变图反映了在连续冷却条件下,过冷奥氏体的转变规律,是分析转变产物的组织与性能的依据,也是制订热处理工艺的重要参考资料。在连续冷却过程中,过冷奥氏体同样会发生在等温转变时所发生的几种转变,即珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变,不会出现新的、在等温冷却转变时没有发生的转变;而且各个转变的温度区也与等温转变时大致相同。但连续冷却时,过冷奥氏体是在一个温度范围完成组织转变的,其组织的转变很不均匀,先转变的组织较粗,后转变的组织较细,往往会得到几种组织的混合物。
2 钢管热处理工艺
2.1 正 火
正火(又称常化处理)是指将钢管加热到临界温度Ac3以上30~50 ℃,并保温一段时间,获得均匀一致的奥氏体晶粒后,从炉中取出,在空气中冷却的一种热处理工艺。为了提高冷却速度,有时也会采用喷水、喷雾或吹风冷却。钢管正火的目的是细化晶粒、改善组织(消除混晶和使碳化物分布均匀)、调整(一般为提高)硬度、去除内应力、稳定尺寸、防止变形与开裂。正火与退火的不同点是正火的冷却速度比退火的冷却速度稍快。因而正火组织要比退火组织更细一些,其机械性能有所提高,生产成本也有所降低。因此,在保证不因冷却速度快而造成钢管质量缺陷时,应尽可能采用正火工艺来代替退火工艺。
实际生产中,不同规格(冷却条件的差别)和不同化学成分(临界冷却速度的差别)的钢管,正火后的组织会存在差别,可以是各种粗细的珠光体、贝氏体或它们的混合组织。对于一些临界冷却速度很小的钢种,为防止正火后钢中的内应力太大和硬度过高,根据具体情况,通常还需要进行一次回火热处理。
文章来源:《汽车实用技术》 网址: http://www.qcsyjs.cn/qikandaodu/2021/0118/709.html