影响珠光体动力学的因素

影响珠光体动力学的因素：

(1) 碳含量的影响

① 亚共析钢

先共析铁素体的孕育期增长

C%

珠光体转变的孕育期增长

② 过共析钢

在完全奥氏体化时，C%↑ ↑ 渗碳体的形核率↑ 先共析渗碳体析出的孕育期↓ 析出速度 ↑ P 转变孕育期↓

不完全奥氏体化时，组织为A ＋残余碳化物 促进P 形核和晶体长大 P 转变孕育期↓ 转变速度↑

（2）合金元素的影响

除Co 以外，只要合金元素溶入奥氏体中，均使钢的TTT 曲线右移；

除Ni 、Mn 以外，常用合金元素使鼻尖温度移向高温。

① 合金元素自扩散的影响

一般认为，当转变温度较高以及合金元素含量较高时，

转变一开始就能形成特殊碳化物（即使仍形成渗碳体型碳

化物，也是溶有合金元素的合金渗碳体），即合金元素在

转变一开始就通过扩散进行了再分配，而合金元素的扩散

系数远远小于碳的扩散系数，使珠光体的转变速度大大减

慢。

② 合金元素对碳扩散的影响

大多数合金元素降低碳在奥氏体中的扩散系数，使

珠光体转变速度减慢。而Co 则提高碳在奥氏体中的扩散

系数，使珠光体转变加速。

③ 合金元素对γ→α转变的影响

合金元素可改变γ→α转变的速度，如Co 提高了γ→

α转变的转变速度，加速珠光体的转变。

合金元素对相变临界点的影响

在相同转变温度下，加入合金元素将改变过冷度，从

而影响珠光体转变速度。

⑤ 合金元素对γ/α界面移动的拖拽作用

在亚共析钢中，Mn 、Mo 聚集在γ/α相界

面处，起到阻止界面移动的拖拽作用，从而降低了先共析

铁素体的长大速度，也降低了珠光体的形成速度

（3）加热温度和保温时间的影响

增加A 中碳和合金元素的含量

加热温度升高 →P 转变孕育期↑

保温时间延长

A 成分越均匀，A 晶粒越粗大

→P 形核部位↓

推迟P 转变

（4）奥氏体晶粒度的影响

单位体积内的晶界面积↑ ，P 形

奥氏体晶粒越细小 核部位增多，促进P 转变。

促进先共析铁素体和先共析渗碳

体析出。

（5）应力和塑性变形的影响

对奥氏体施加拉应力或进行塑性变形，将造成晶体点阵

畸变和位错密度增高，有利于碳和Fe 原子的扩散及晶体点

阵重构，促进珠光体的形核和晶体长大，加速珠光体的转

变。奥氏体的塑性变形的温度越低，珠光体转变速度就越

大。

对奥氏体施加等向压应力，将使原子迁移阻力增大，C

和Fe 原子的扩散及晶体点阵重构困难，将降低珠光体的形

成温度，减慢珠光体的形成速度。

三、影响贝氏体相变动力学因素

● 1、化学成分的影响

① 碳含量

随着碳含量的增大，需要扩散的碳的数量增多，贝氏体相变速度减慢，C 曲线右移，而且鼻尖温度下移。

② 合金元素

Co 和Al 加速贝氏体相变速度；

Mn 、Ni 、Cu 、Cr 、Mo 、W 、Si 、V 及少量硼，使贝氏体转变速度减慢，且相变温度范围下移；

Mn 、Cr 、Ni 影响最显著。

● 2、奥氏体晶粒大小和奥氏体化温度

奥氏体晶粒尺寸越大，奥氏体晶界数目减少，使孕育期增加，转变速度减慢；

奥氏体化温度越高，奥氏体晶粒尺寸越大，奥氏体的均匀性越大，贝氏体转变速度减慢；

但温度过高或保温时间过长时，会发生异类原子间的相互作用，又会使奥氏体成分不均匀，贝氏体转变速度加快

3、应力和塑性变形的影响

（1）拉应力有利于贝氏体形核以及碳原子的扩散，使贝氏体相变速度加快；

（2）塑性变形

A. 高温区（1000~800℃）对未转变为贝氏体的奥氏体进行塑性变形，使贝氏体相变孕育期增加，贝氏体相变速度减慢，相变不完全程度增大。

4、奥氏体冷却时在不同温度停留的影响

1）在珠光体相变与贝氏体相变之间的过冷奥氏体稳定区停留（曲线1），会加速贝氏体形成；

2）在贝氏体形成温度范围的高温区停留，形成部分上贝氏体后再冷却至贝氏体相变的低温区（曲线2），使贝氏体相变的孕育期增大，贝氏体相变速度减慢。

3）在Ms 点稍下温度或在贝氏体形成温度范围的低温停留，先形成少量的马氏体或下贝氏体后再升高至较高温度时（曲线3），使随后的贝氏体相变加速。

影响钢中Ms 点的主要因素

1. 奥氏体的化学成分的影响

（1）碳含量

C%↑→Ms ↓，M f ↓。

在C%0.6%时，Ms 点下降缓慢，而Mf 点已下降到0℃，致使淬火后的室温组织中存在较多的AR 。

（2）N

与碳相似，N 在钢中形成间隙固溶体，对γ相和α相均有固溶强化作用，但对α相的固溶强化作用尤为显著，增大了马氏体相变的切变阻力。同时，C 、N 还是稳定γ相的元素，可降低γ→α’相变的平衡温度T0，故↓ ↓Ms 点。

（3）合金元素

除Co 、Al 外， 钢中常用合金元素随其含量的增加，Ms 点下降；Si 、B 对Ms 点影响不大。其影响程度顺序为：

强 降低Ms 点 弱

W 、V 、Ti 等强碳化物形成元素在钢中多以碳化物形式存在，淬火加热时一般溶于奥氏体中的甚少，对Ms 点的影响不大。

2. 形变与应力的影响

（1）形变的影响

在Md~Ms或Ms~Mf 之间进行塑性变形，均可诱发马氏体相变。一般来说，形变量越大，形变温度越低，形变诱发马氏体的转变量越多。

（2）应力的影响

由于奥氏体的比容最小，而马氏体的比容最大，因此，单向拉应力和压应力能促进马氏体的形成，Ms ↑，三向压应力会抑制马氏体生成，Ms ↓。

3. 奥氏体化条件的影响

（1）若不发生化学成分变化，在完全奥氏体化的的情况下，提高加热温度和保温时间将使Ms 点有所升高；

（2）在不完全奥氏体的条件下，提高温度和延长保温时间，将使奥氏体中的碳及合金元素含量增加，导致Ms 点下降。

4. 淬火冷却速度的影响

淬火冷却速度较快和较慢时，Ms 点均各自保持一个台阶，而以介于它们之间的速度淬火时，Ms 点随淬火速度增大而升高。

5. 磁场的影响

钢在外加磁场中淬火冷却时，将诱发马氏体相变，从而使Ms 点升高至Ms ′ ，并且相同温度下的马氏体转变量增加。但是，外加磁场只使Ms 点升高，而对Ms 点以下的相变行为并无影响。