【知识】TTT曲线的类型及影响因素！
2022-06-27 10:57:43
作者：材料基 来源：材料基
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01 第一种C曲线
由于各种合金元素的不同影响，TTT曲线的形状是多种多样的。
第一种C曲线，具有单一的“C”形曲线。碳钢以及含有Si、Ni、Cu、Co等合金元素的钢均属于此种（如图1所示），其鼻尖温度约为500-600℃，实际上是由两个邻近的C曲线合并而成（如图中虚线所示），在鼻尖以上等温时，形成珠光体，在鼻尖以下等温时，形成贝氏体。
图1 两个C曲线合并为一个C曲线
02 第二种和第三种C曲线
第二种和第三种，曲线呈双“C”形。
若钢中加入能使贝氏体转变温度范围下降，或使珠光体转变温度范围上升的合金元素（如Cr、Mo、W、V等）时，则随合金元素含量增加，珠光体转变曲线与贝氏体转变曲线逐渐分离。当合金元素含量足够高时，两曲线将完全分开，在珠光体转变和贝氏体转变之间出现一个过冷奥氏体稳定区。
图2 第二种类型的C曲线
若加入的合金元素不仅能使珠光体转变与贝氏体转变分离，而且能使珠光体转变速度显著减慢，但对贝氏体转变速度影响较小时，则得到如图2所示的等温转变图（第二种）；
反之，若加入的合金元素能使贝氏体转变速度显著减慢，而对珠光体转变速度影响不大时，则得到如图3所示的等温转变图（第三种）。
图3 第三种类型的C曲线
03 第4种C曲线
只有贝氏体转变的C曲线。在含Mn、Cr、Ni、W、Mo量高的低碳钢中，扩散型的珠光体转变受到极大阻碍，因而只出现贝氏体转变的C曲线（如图4所示）。
图4 第四种类型的C曲线
04 第5种C曲线
只有珠光体转变的C曲线（如图5所示），常出现于中碳高铬钢中。
图5 第五种类型的C曲线
05 第6种C曲线
在Ms点以上整个温度区间内不出现C曲线。
这类钢常为奥氏体钢，高温下稳定的奥氏体组织能全部过冷至室温。
06 TTT曲线的影响因素
01 合金元素的影响
如上所述，合金元素对TTT曲线的影响最大。
一般来说，除Co和Al以外的合金元素均使TTT曲线右移，即增加过冷奥氏体的稳定性。各种合金元素对TTT曲线的影响如图6所示。
图6 合金元素对过冷奥氏体等温转变图的影响
但是，合金元素的作用大小还与其在奥氏体中的溶解状态、形成的碳化物形态、奥氏体化温度、合金元素含量以及多种合金元素的相互作用等因素有关。
02 奥氏体晶粒尺寸的影响
由于珠光体的形核位置主要是奥氏体晶界，奥氏体晶粒细小时，其晶界总面积增大，有利于形核，从而促进转变，使珠光体转变曲线左移。
而贝氏体转变中α相的形核位置可以是晶界，也可以在晶内，所以奥氏体晶粒尺寸对贝氏体转变的影响较小。
03 原始组织、加热温度和保温时间的影响
工业用钢在相同加热条件下，原始组织越细小，所得到的奥氏体成分越均匀，冷却时新相形核及长大过程中所需的扩散时间就越长，TTT曲线因此右移，并且Ms点下降。
当原始组织相同时，提高奥氏体化温度或延长奥氏体化时间，将促使碳化物溶解、奥氏体成分均匀和奥氏体晶粒长大，导致TTT曲线右移。
04 奥氏体塑性变形的影响
奥氏体的塑性变形会显著影响珠光体转变动力学。一般来说，形变量越大，珠光体转变孕育期就越短，即加速珠光体转变。形变加速珠光体转变的原因可分为三种情况：
① 相变前形变奥氏体处于完全再结晶状态时，其原因是再结晶细化了奥氏体晶粒；
② 相变前形变奥氏体处于加工硬化状态时，其原因是形变促进了晶界与晶内（如滑移带、孪晶）形核；
③ 相变前形变奥氏体中析出大量细小的形变诱发碳化物时，其原因是形变诱发碳化物促进了珠光体的晶内形核。
07 本期总结
本期文章主要和大家分享C曲线的类型以及影响C曲线形态的因素。由此也可以看出，即使是同一种牌号的材料，也可能存在C曲线形态不一样的情况。
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