钢管热处理工艺技术热轧无缝钢管实用技术(2)

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。

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