冷卻方式是決定熱處理組織和性能的主要因素。熱處理冷卻方式分為等溫冷卻和連續(xù)冷卻。
1、等溫冷卻轉(zhuǎn)變
等溫冷卻轉(zhuǎn)變：鋼經(jīng)奧氏體化后，迅速冷至臨界點(diǎn)(Ar1或Ar3)線以下，等溫保持時(shí)過冷奧氏體發(fā)生的轉(zhuǎn)變。
等溫轉(zhuǎn)變曲線：可綜合反映過冷奧氏體在不同過冷度下等溫溫度、保持時(shí)間與轉(zhuǎn)變產(chǎn)物所占的百分?jǐn)?shù)（轉(zhuǎn)變開始及轉(zhuǎn)變終止）的關(guān)系曲線，稱“TTT圖”，T——time，T——temperature，T——transformation”，又稱為“C曲線”。
共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變圖建立過程示意圖（TTT曲線，C曲線）
等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及性能：用等溫轉(zhuǎn)變圖可分析鋼在A1線以下不同溫度進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變所獲的產(chǎn)物。根據(jù)等溫溫度不同，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物有珠光體型和貝氏體型兩種。
高溫轉(zhuǎn)變：轉(zhuǎn)變溫度范圍為A1～550℃ ，獲片狀珠光體型（F+P）組織。
依轉(zhuǎn)變溫度由高到低，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物分別為珠光體、索氏體、托氏體，片層間距由粗到細(xì)。其力學(xué)性能與片層間距大小有關(guān)，片層間距越小，則塑性變形抗力越大，強(qiáng)度和硬度越高，塑性也有所改善。
中溫轉(zhuǎn)變：轉(zhuǎn)變溫度范圍為550℃～MS，此溫度下轉(zhuǎn)變獲貝氏體型組織，貝氏體型組織是由過飽和的鐵素體和碳化物組成的，分上貝氏體和下貝氏體。
550～350℃范圍內(nèi)形成的貝氏體稱為上貝氏體，金相組織呈羽毛狀；
350～MS范圍內(nèi)形成的貝氏體稱為下貝氏體，金相組織呈黑色針狀或片狀，下貝氏體組織通常具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即強(qiáng)度和韌性都較高。
等溫轉(zhuǎn)變溫度--組織--性能變化規(guī)律：等溫轉(zhuǎn)變溫度越低，其轉(zhuǎn)變組織越細(xì)小，強(qiáng)度、硬度也越高，見下表。
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轉(zhuǎn)變類型 |
轉(zhuǎn)變溫度℃ |
轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 |
符號(hào) |
顯微組織特征 |
硬度HRC |
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高溫轉(zhuǎn)變 |
Ac1～650 |
珠光體 |
P |
粗片狀鐵素體與滲碳體混合物 |
<25 |
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650～600 |
索氏體 |
S |
600倍光學(xué)金相顯微鏡下才能分辨的細(xì)片狀珠光體 |
25～35 |
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600～550 |
托氏體 |
T |
在光學(xué)金相顯微鏡下已無法分辨的極 細(xì)片狀珠光體 |
35～40 |
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中溫轉(zhuǎn)變 |
550～350 |
上貝氏體 |
B上 |
羽毛狀組織 |
40～45 |
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350～Ms |
下貝氏體 |
B下 |
黑色針狀或稱竹葉狀組織 |
45～55 |
冀公網(wǎng)安備13050002001422號(hào)