【知識】TTT曲線的類型及影響因素！
2022-06-27 10:57:43
作者：材料基 來源：材料基
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01 第一種C曲線
由于各種合金元素的不同影響，TTT曲線的形狀是多種多樣的。
第一種C曲線，具有單一的“C”形曲線。碳鋼以及含有Si、Ni、Cu、Co等合金元素的鋼均屬于此種（如圖1所示），其鼻尖溫度約為500-600℃，實際上是由兩個鄰近的C曲線合并而成（如圖中虛線所示），在鼻尖以上等溫時，形成珠光體，在鼻尖以下等溫時，形成貝氏體。
圖1 兩個C曲線合并為一個C曲線
02 第二種和第三種C曲線
第二種和第三種，曲線呈雙“C”形。
若鋼中加入能使貝氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍下降，或使珠光體轉(zhuǎn)變溫度范圍上升的合金元素（如Cr、Mo、W、V等）時，則隨合金元素含量增加，珠光體轉(zhuǎn)變曲線與貝氏體轉(zhuǎn)變曲線逐漸分離。當(dāng)合金元素含量足夠高時，兩曲線將完全分開，在珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變之間出現(xiàn)一個過冷奧氏體穩(wěn)定區(qū)。
圖2 第二種類型的C曲線
若加入的合金元素不僅能使珠光體轉(zhuǎn)變與貝氏體轉(zhuǎn)變分離，而且能使珠光體轉(zhuǎn)變速度顯著減慢，但對貝氏體轉(zhuǎn)變速度影響較小時，則得到如圖2所示的等溫轉(zhuǎn)變圖（第二種）；
反之，若加入的合金元素能使貝氏體轉(zhuǎn)變速度顯著減慢，而對珠光體轉(zhuǎn)變速度影響不大時，則得到如圖3所示的等溫轉(zhuǎn)變圖（第三種）。
圖3 第三種類型的C曲線
03 第4種C曲線
只有貝氏體轉(zhuǎn)變的C曲線。在含Mn、Cr、Ni、W、Mo量高的低碳鋼中，擴散型的珠光體轉(zhuǎn)變受到極大阻礙，因而只出現(xiàn)貝氏體轉(zhuǎn)變的C曲線（如圖4所示）。
圖4 第四種類型的C曲線
04 第5種C曲線
只有珠光體轉(zhuǎn)變的C曲線（如圖5所示），常出現(xiàn)于中碳高鉻鋼中。
圖5 第五種類型的C曲線
05 第6種C曲線
在Ms點以上整個溫度區(qū)間內(nèi)不出現(xiàn)C曲線。
這類鋼常為奧氏體鋼，高溫下穩(wěn)定的奧氏體組織能全部過冷至室溫。
06 TTT曲線的影響因素
01 合金元素的影響
如上所述，合金元素對TTT曲線的影響最大。
一般來說，除Co和Al以外的合金元素均使TTT曲線右移，即增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性。各種合金元素對TTT曲線的影響如圖6所示。
圖6 合金元素對過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖的影響
但是，合金元素的作用大小還與其在奧氏體中的溶解狀態(tài)、形成的碳化物形態(tài)、奧氏體化溫度、合金元素含量以及多種合金元素的相互作用等因素有關(guān)。
02 奧氏體晶粒尺寸的影響
由于珠光體的形核位置主要是奧氏體晶界，奧氏體晶粒細(xì)小時，其晶界總面積增大，有利于形核，從而促進轉(zhuǎn)變，使珠光體轉(zhuǎn)變曲線左移。
而貝氏體轉(zhuǎn)變中α相的形核位置可以是晶界，也可以在晶內(nèi)，所以奧氏體晶粒尺寸對貝氏體轉(zhuǎn)變的影響較小。
03 原始組織、加熱溫度和保溫時間的影響
工業(yè)用鋼在相同加熱條件下，原始組織越細(xì)小，所得到的奧氏體成分越均勻，冷卻時新相形核及長大過程中所需的擴散時間就越長，TTT曲線因此右移，并且Ms點下降。
當(dāng)原始組織相同時，提高奧氏體化溫度或延長奧氏體化時間，將促使碳化物溶解、奧氏體成分均勻和奧氏體晶粒長大，導(dǎo)致TTT曲線右移。
04 奧氏體塑性變形的影響
奧氏體的塑性變形會顯著影響珠光體轉(zhuǎn)變動力學(xué)。一般來說，形變量越大，珠光體轉(zhuǎn)變孕育期就越短，即加速珠光體轉(zhuǎn)變。形變加速珠光體轉(zhuǎn)變的原因可分為三種情況：
① 相變前形變奧氏體處于完全再結(jié)晶狀態(tài)時，其原因是再結(jié)晶細(xì)化了奧氏體晶粒；
② 相變前形變奧氏體處于加工硬化狀態(tài)時，其原因是形變促進了晶界與晶內(nèi)（如滑移帶、孿晶）形核；
③ 相變前形變奧氏體中析出大量細(xì)小的形變誘發(fā)碳化物時，其原因是形變誘發(fā)碳化物促進了珠光體的晶內(nèi)形核。
07 本期總結(jié)
本期文章主要和大家分享C曲線的類型以及影響C曲線形態(tài)的因素。由此也可以看出，即使是同一種牌號的材料，也可能存在C曲線形態(tài)不一樣的情況。
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