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金属材料扯淡时间（十六）----C曲线收工

牛牛0322

2017/07/25

金相显微镜

（本文为无敌大冰冰老师原创，感谢老师的分享）
CCT曲线可以直观的看到在某一个冷速下得到的金相组织，但本质上产品很难在每个部位有同样的冷速，往往芯部和表面的冷却速度相差很多，虽然有热传导来补热，但从速度上讲有所差别。这种差别虽然很小，但也有影响。开车的人可以对比一下自己的两只手，左手明显会黑一些（手动挡啊，一只手会在方向盘上晒的，一只手换挡，虽然这样的操作不正确但大多都是这样）。
因此CCT曲线带来的参考就不仅仅是在哪种冷速下得到什么组织了，一个更重要的作用是考虑到复杂冷速背景下选择材料的参考。举个简单的例子，材料空冷的时候会面临到冬天的冷和夏天的热这种环境的差异，同时带来的是冷速的不同，或者宽阔冷却环境下有大风，这时候你可能需要在8度/秒到30度/秒的冷速范围内得到同样的组织！为什么？自己从不同组织的体积变化想！
如果大风刮来，靠近大风的一侧和另一侧的冷速不一样，冷速造成的组织不同，体积变化不同，所以应力状态不同，于是。。。材料就会变形！即使有较大的束缚下无法变形，那也会有很大的残余应力存在，你懂的！
有个比喻虽然不恰当，但形象，晚上睡觉你受风了，一面脸面瘫了，然后你的嘴就歪了。。。
因此如果面临这样的局面（特别是设施简陋的制造厂房），那么选择材料品种的时候就要考虑CCT曲线在这个冷速范围内至少得到的应该是同一类组织，或同一组合组织，比如上一讲中的那张二伯觉得不太好的CCT图，得到的都是比如铁素体+珠光体的组织，那么即使有环境差异，产品形态及性能也不会差到哪里，这就是CCT曲线比较平稳，为了说明问题，还是重新拿出来吧。
上图先不管画的好不好，至少不管哪种冷速得到的都是一类组织，从图上的均匀性看，貌似即使是两种组织的混合，占的比例貌似也差不多，你看，有时候不好的东西也能给你启示呢！
再把上次的另一个图拿出来，大家见下图啊，看到从左边数第四条线和第五条线，图上没有标冷速，按经验看应该是1度/秒这个量级左右的，如果按第四根冷却，得到贝氏体和马氏体，如果按照第五根冷却得到的是珠光体和铁素体和贝氏体，就是这样，如果材料是个管，你就发现180度相对的位置金相组织不一样，你就懵逼了。。。。怀疑拿错了样子？其实还有个可能是我上述说的这样。
因此，CCT曲线作用不仅是看冷速对组织，各位童鞋还可以发觉更多的实际工业用途。
了解了这些，那么如果我们想要控制一定冷速下的组织怎么操作呢。成分改变！这是无疑的，所有的根都在成分，调整成分以改变CCT曲线，实际就是改变材料的组织。上次扯淡我们也说了，成分的增减与CCT曲线的形状有关系，我们慢慢说。

成分不同实质上是在材料的微观结构中合金元素置换Fe原子的多少以及C、N、O等小原子间隙的量的多少，这个前面扯淡多次讲过了。那么在一条冷却线比如空冷的8度/秒，冷速一样，过冷度一样，条件都一样的情况下，就要看不同成分中C等小原子扩散的能力以及与合金的析出能力，其实就是本身逃离束缚的能力！
就如同给10个人同样的钱，有人是健将、有人是胖子、有人瘸了条腿，有人没有了眼，这些不同的人（材料）走的路是不同的！健将可以骑行318好几个月，胖子开车走甘南十几天，瘸腿的雇个车周边游，盲人坐家里吃点好的。
言归正传，成分的不同这个问题很复杂，如果单单的提高或降低一种，那规律相对简单，就是各种二元相图。如果改变了2种，那就是三元相图！至于多元相图。。。二伯看了贾成珂的书后表示很好很强大！二伯看三元相图都费劲。。以上说的仅仅是单一的2.3.4种平衡状态，不涉及相变，因此相图来描述对比CCT曲线是不妥的，额。。驴唇不对马嘴的意思。
那么成分影响CCT曲线的规律是啥呢？一句话：奥氏体在冷却过程中的稳定性！如果失稳度高，那就容易组织转变，如果稳定性高，那就不容易组织转变，就是这个简单的道理。
那么成分对稳定性的影响怎么说？注意两方面就可以了。
- 置换原子越多奥氏体冷却时越稳定，为什么？如果晶格上都是Fe，那么间距、原子间结合力都是一样的，好移动！如果其他合金多，所以晶格实际上是变形的，因此不好移动，所以稳定。童鞋们都吃过冰棍吧，纯奶油的容易化是不是？奶油小豆的不容易化是不是？
- C及形成碳化物的元素的多少，越多越稳定，为什么？如果有童鞋还在问哪些元素是碳化物形成元素这个问题，请重读二伯扯淡之碳化物篇！不仅有元素，还有为什么这些元素会形成碳化物，以及它们为什么形成碳化物的难易度不同。说正事：如果碳化物没有溶入奥氏体，那么钉扎作用使奥氏体稳定，如果溶入了奥氏体，那么在冷却过程中析出使奥氏体稳定。
  至于为什么钉扎作用可以稳定奥氏体，你（原子）是绕过一座山（碳化物）容易还是走平原容易啊！你体力有限是选择走平路还是爬山啊？
基本上大家都明白了合金或者C什么的加的越多奥氏体冷却过程中越稳定了（二伯没有验证过，哈哈），至于各种元素作用的效果，从上述两个方面讲，一个是和Fe原子的差异，差异越大越稳定，一个是和C形成碳化物的能力，能力越大越稳定！至于不同元素的配比。。。这种复杂的问题二伯不敢思考，哈哈哈哈，以后有时间了我好好琢磨一下。
稳定与否带来的结果就是曲线的移动和变形，可以下课啦！
趁下课铃响之前，二伯强调一下：CCT曲线不是C曲线，为了某些原因这里这么说，至于真的C曲线TTT，二伯就不说了，异曲同工！一个是等温转变，一个是连续冷却转变。两者相通，用途不一而已。

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牛牛0322

第1楼2017/07/25

张老师的一个系列，欢迎阅读指正

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luci

第2楼2017/08/10

谢谢经验分享

0

Insm_d0950e60

第3楼2019/06/01

谢谢您的分享，很受用

0

Insm_d0950e60

第4楼2019/06/01

本来还想继续往下看呢，怎奈没有了

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