Диаграмма изотермического превращения

Диаграмма «время-температура-преобразование» для двух сталей: одна с 0,4% мас. C (красная линия) и один с 0,4% мас. C и 2% масс. Mn (зеленая линия). P = перлит, B = бейнит и M = мартенсит.

Диаграммы изотермического преобразования (также известные как преобразования время-температура ( ТТТ ) диаграммы ) представляют собой графики зависимости температуры от времени (обычно в логарифмическом масштабе ). Они генерируются на основе измерений процента превращения в зависимости от времени и полезны для понимания превращений легированной стали при повышенных температурах.

Диаграмма изотермического превращения справедлива только для одного конкретного состава материала и только при условии поддержания постоянной температуры в процессе превращения и строго при быстром охлаждении до этой температуры. Хотя обычно они используются для представления кинетики превращения сталей, их также можно использовать для описания кинетики кристаллизации в керамике или других материалах. Диаграммы «время-температура-осаждение» и диаграммы «время-температура-охрупчивание» также использовались для представления кинетических изменений в сталях.

Диаграмма изотермического превращения ( IT ) или C-кривая связана с механическими свойствами, микрокомпонентами/микроструктурами и термической обработкой углеродистых сталей. Диффузионные превращения, такие как аустенита превращение в смесь цементита и феррита , можно объяснить с помощью сигмоидальной кривой; например, начало перлитного превращения представлено кривой начала перлита (P _s ). Это преобразование завершается на кривой P _f . Нуклеация требует инкубационного периода. Скорость зародышеобразования увеличивается, а скорость роста микрокомпонентов снижается по мере снижения температуры от температуры ликвидуса, достигающей максимума в бухте или носу кривой. После этого снижение скорости диффузии из-за низкой температуры компенсирует эффект увеличения движущей силы из-за большей разницы в свободной энергии . В результате превращения образуются микрокомпоненты — перлит и бейнит ; перлит образуется при более высоких температурах, а бейнит – при более низких.

Аустенит слегка недоохлаждается при закалке ниже температуры эвтектоида . При большем времени могут образоваться стабильные микрокомпоненты: феррит и цементит. Грубый перлит образуется, когда атомы быстро диффундируют после фаз, образующих зародыши перлита. Это превращение завершается во время окончания перлита (P _f ).

Однако большее переохлаждение при быстрой закалке приводит к образованию мартенсита или бейнита вместо перлита. Это возможно при условии, что скорость охлаждения такова, что кривая охлаждения пересекает температуру начала мартенсита или кривую начала бейнита перед пересечением кривой P _s . Мартенситное превращение, представляющее собой бездиффузионное сдвиговое превращение, представлено прямой линией, обозначающей начальную температуру мартенсита.

См. также

Ссылки

Материаловедение и инженерия, введение . Уильям Д. Каллистер-младший, 7-е издание, издательство Wiley and Sons. Страницы 258, 326, 462
Наука и инженерия материалов . Дональд Р. Аскеланд, Прадип П. Фулай, Венделин Дж. Райт, 6-е изд., Cengage Learning. Страницы 470–5.