工具钢连续冷却时的相变特性

通常研究钢冷却的组织转变时都以恒温状态下的等温转变图为依据，但是在实际生产中钢的很多热处理工艺是在水、油、空气或其他气体中进行连续冷却的，恒温下的等温转变图已经不适用，为此产生了连续冷却的相变图。图2-31所示为W5Mo5Cr4V2钢的连续冷却转变图。与恒温的等温转变图相比，不仅相变曲线的形状发生了显著变化，相变点的位置也产生了很大移动。图中的多条由上向下的曲线表示由高速钢的奥氏体化温度（1190℃）冷却到室温（图中标注的是0℃）时，在不同的冷却速度下的相变情况。当某一冷却速度的曲线与曲线C相交时即有碳化物析出；当某一冷却速度的曲线与曲线P相交时

图2-30 W18Cr4V高速钢于260℃等温1h、4h、8h、16h后贝氏体的含量（2000×）

a）等温1h b）等温4h c）等温8h d）等温16h

图2-31 W5Mo5Cr4V2钢的连续冷却转变图

A—奥氏体 曲线B—贝氏体线 曲线C—碳化物线 曲线M—马氏体线 曲线P—珠光体线

即产生珠光体相变；当某一冷却速度的曲线与曲线B相交时，即产生贝氏体转变；当某一冷却速度的曲线与曲线M相交时即产生马氏体相变，从图中可以确定产生各个相变所需的时间。(www.xing528.com)

为使用方便，人们提供了连续冷却转变与棒的直径（而不是时间）关系图集。这种图集对热处理工作者非常有用，用它可以估计许多工程用钢在空冷、油冷及水冷条件下一定尺寸直径钢棒的中心将形成的显微组织。

图2-32横坐标标出空冷、油淬、和水淬时的棒直径。对应于一定直径所做的垂直线给出在该直径中心处预期的显微组织。例如，标有“空冷”的垂直线表明，一个直径10mm棒在空气中冷却后，其显微组织应为铁素体、珠光体和少量贝氏体。同样，标有“水淬”和“油淬”的垂直线表明，一个直径为10mm的棒，在这两种不同冷却介质中淬火后，其显微组织分别为马氏体和马氏体加贝氏体。

图2-32 w（C）=0.38%、w（Mn）=0.70%钢的连续冷却转变图

把显微组织与棒直径相联系的连续冷却的转变图不仅可以直接估计一定直接棒所能达到的最高硬度，而且可以用来估计这种钢获得空冷或正火组织的能力，这里所指的组织是棒中心的显微组织。由于棒中心到表面，不同位置冷却速度不同，因此存在显微组织和硬度梯度

这种连续冷却与棒直径关系图对高速钢的真空热处理十分有用。现在高速钢的真空热处理经常采用真空高压气淬，通过绘制不同压力下冷却速度与棒直径的关系图就可以直接断定在某一压力下可以淬硬的最大高速钢棒的直径，这对热处理工作者是十分有用的，也非常方便。