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2.1.5 综合转变动力学——奥氏体等温转变图
等温转变过程可以方便地用转变分数f与时间t、温度T的函数关系作图表示,称为奥氏体等温转变图,缩写为TTT曲线(temperature-time-transformation)。转变分数f(t,T)通常为新相的体积分数,转变开始时f为0,而转变终了时f为1,如图2-18所示。图示的C形TTT曲线是扩散型转变的典型特征,左边曲线为产生1%新相所需时间,右边曲线为产生99%新相所需时间。该曲线表明,在转变开始前需要一段孕育期,随着转变温度由高到低,孕育期先缩短,表示转变加速;随后孕育期又延长,表示转变减慢;在中间温度范围孕育期最短,表示最快转变速度。这可以通过过冷度提高后,形核率与长大速度的变化来解释。过冷度较小时,转变的驱动力很小,形核和长大速度都很慢,转变需要很长时间;过冷度很大时,原子扩散速度慢,也限制了转变速度。
图2-18 不同转变温度时的转变百分比与时间的关系
钢的过冷奥氏体转变就是一个与温度和时间(冷却速度)相关的过程。奥氏体是高温稳定相,冷却到临界点(A3或A1)以下就不再稳定,称为过冷奥氏体。后面各章将陆续介绍,由于转变温度和冷却速度的不同,过冷奥氏体可以通过不同的相变机制进行转变并获得不同的组织,由此得到不同的力学性能。