鋼連續(xù)冷卻轉變圖CCT曲線的測定

1、材料加工測定實驗一 鋼連續(xù)冷卻轉變圖（ CCT 曲線）的測定一 實驗目的1 了解鋼的連續(xù)冷卻轉變圖的概念及其應用；2 了解鋼的連續(xù)冷卻轉變圖的測量方法特別是熱膨脹法的原理與步驟；3 利用熱模擬儀觀察鋼在加熱及冷卻中的相變并測量臨界點；4 建立鋼的連續(xù)冷卻轉變圖（ CCT 曲線）。二 實驗原理當材料在加熱或冷卻過程中發(fā)生相變時， 若高溫組織及其轉變產物具有不同 的比容和膨脹系數(shù)， 則由于相變引起的體積效應疊加在膨脹曲線上， 破壞了膨脹 量與溫度間的線性關系， 從而可以根據(jù)熱膨脹曲線上所顯示的變化點來確定相變 溫度。這種根據(jù)試樣長度的變化研究材料內部組織的變化規(guī)律的稱為熱膨脹法 （膨脹分析）。長期

2、以來，熱膨脹法已成為材料研究中常用的方法之一。通過膨 脹曲線分析，可以測定相變溫度和相變動力學曲線。鋼的密度與熱處理所得到的顯微組織有關。鋼中膨脹系數(shù)由大到小的順序為： 奧氏體鐵素體珠光體上、下貝氏體 馬氏體；比容則相反， 其順序是：馬氏體鐵素體珠光體奧氏體碳化物（但 鉻和釩的碳化物比容大于奧氏體。 從鋼的熱膨脹特性可知， 當碳鋼加熱或冷卻過 程中發(fā)生一級相變時， 鋼的體積將發(fā)生突變。 過冷奧氏體轉變?yōu)殍F素體、珠光體 或馬氏體時，鋼的體積將膨脹；反之，鋼的體積將收縮。冷卻速度不同，相變溫 度不同。圖 1-1 為 40CrMoA 鋼冷卻時的膨脹曲線。不同的鋼有不同的熱膨脹曲 線。124腳 砂 網(wǎng)

3、 朗融 蝕AL寶弋圖1-1 40CrMoA鋼冷卻時的膨脹曲線連續(xù)鋼連續(xù)冷卻轉變（ContinuousCooling Transformation）曲線圖，簡稱 CCT 曲線，系統(tǒng)地表示冷卻速度對鋼的相變開始點、相變進行速度和組織的影響情況。 鋼的一般熱處理、形變熱處理、熱軋以及焊接等生產工藝，均是在連續(xù)冷卻的狀 態(tài)下發(fā)生相變的。因此CCT曲線與實際生產條件相當近似，所以它是制定工藝 時的有用參考資料。根據(jù)連續(xù)冷卻轉變曲線，可以選擇最適當?shù)墓に囈?guī)范，從而 得到恰好的組織，達到提高強度和塑性以及防止焊接裂紋的產生等。連續(xù)冷卻轉 變曲線測定方法有多種，有金相法、膨脹法、磁性法、熱分析法、末端淬火法等

4、。 除了最基本的金相法外，其他方法均需要用金相法進行驗證。用熱模擬機可以測出不同冷速下試樣的膨脹曲線。發(fā)生組織轉變時，冷卻曲 線偏離純冷線性收縮，曲線出現(xiàn)拐折，拐折的起點和終點所對應轉變的溫度分別 是相變開始點及終止點。將各個冷速下的開始溫度、結束溫度和相轉變量等數(shù)據(jù) 綜合繪在“溫度-時間對數(shù)”的坐標中，即得到鋼的連續(xù)冷卻曲線圖 （如圖2）。動態(tài)熱-力學模擬試驗機Gleeble3500測定材料高溫性能的原理如下：用主機 中的變壓器對被測定試樣通電流，通過試樣本身的電阻熱加熱試樣，使其按設定 的加熱速度加熱到測試溫度。保溫一定時間后，以一定的冷卻速度進行冷卻。在 加熱、保溫和冷卻過程中用徑向膨脹

5、儀測量均溫區(qū)的徑向位移量（即膨脹量），繪制膨脹量-溫度曲線如圖1-1所示，測試不同冷卻速度下試樣的膨脹量-溫度曲 線。根據(jù)膨脹量-溫度曲線確定不同冷卻速度下的相轉變開始點和結束點，即可 繪制CCT曲線。o o7(x6050Mt3002001000.5 188廠，M172E 00 食Blalu-=tI 噲 i 匚 1 Ui UT43哥5MEE 雹til t ij2S3 270 198圖 1-2 40CrMoA 鋼 CCT 曲線。三. 實驗設備及材料1. Gleeble3500熱模擬機2. 20#鋼四. 實驗過程1將熱電偶焊到試樣上；2將試樣裝至儀器上，安裝膨脹儀；3. 關閉樣品室，關閉真空釋放閥

6、門，啟動真空閥4. 按試驗要求選擇升溫速率、最高溫度、保溫時間、冷卻速率等參數(shù)進行 編程。；5. 按下開始按鈕，開始實驗；6試驗結束后，打開真空釋放閥門。五. 實驗結果與分析1. 根據(jù)實驗曲線確定不同冷卻速度下的相變開始溫度、結束溫度2. 繪在“溫度-時間對數(shù)”的坐標中，得到鋼的連續(xù)冷卻曲線圖六. 思考題：試分析碳元素含量對碳鋼 CCT圖中曲線位置的影響。參考書目：1林慧國，傅代直 鋼的奧氏體轉變曲線機械工業(yè)出版社.北京，19882. GB 5057-85鋼的連續(xù)冷卻轉變圖的測定（膨脹法）128時閭圖1-4亞共析鋼（含碳0.19%） CCT曲線圖1000V1UO10 0 30 a200聰MT鏘嚶 /10101UP10圖1-5過共析鋼（含碳1.03%） CCT曲線圖圖中符號的規(guī)定：A奧氏體；B 貝氏體；C 碳化物；F 鐵素體；G石墨；M 馬氏體；P珠光體；Ac1鋼加熱時，珠光體轉變?yōu)閵W氏體的溫度。開始溫度用AdS表示，