连续加热过程中奥氏体的形成过程

钢在连续加热时，珠光体-奥氏体转变是在某个温度区间进行。加热速度越大，奥氏体开始形成的温度越高，形成的温度范围越宽，形成的时间也越短（见图3-34）。加热速度越大，奥氏体内成分的均匀化也越困难（见图3-35和图3-36）。

图3-34 共析钢连续加热时的奥氏体形成图 （加热速度v₁<v₂<v₃<v₄）

图3-35 加热速度和温度对w（C）=0.4%钢奥氏体中高碳区最高碳含量的影响

图3-36 加热速度和温度对w（C）=0.18% 钢奥氏体碳含量不均匀度的影响

在实际生产中，快速加热可能导致亚共析钢淬火后得到碳浓度低于平均成分的马氏体与碳化物，而在低碳钢中还可能发现来不及转变的铁素体。

图3-37所示为w（C）=1.0%、w（Cr）=1.0%Cr钢加热时珠光体-碳化物组织转变为奥氏体的热动力学曲线。在图3-37上，开始转变对应的是稍高于Ac₁的温度，而α-γ的终止转变温度是Ac₃，碳化物的完全溶解温度是A_cm。加热速度越快，铁素体-渗碳体组织转变为奥氏体的温度也越高，珠光体转变为奥氏体的温度范围也越大。因此，在快速加热如高频感应加热时，钢的奥氏体化温度应高于炉中慢速加热的温度。(www.xing528.com)

图3-37 w（C）=1.0%、w（Cr）=1.0%Cr钢加热时珠光体-碳化物组织转变为奥氏 体的热动力学曲线

Ac₁—α→γ开始转变 Ac₃—α→γ转变终止 Ac_cm—碳化物溶解终止，曲线上的数字表示未溶入奥氏体的碳化物数量

图3-38所示为DIN Ck45钢（相当于45钢）在连续加热条件下的奥氏体转变图。连续加热是在0.05～2400°C/s范围内的固定加热速度下完成的。如果加热速度很慢（如0.22°C/s），则在稍过Ac₃的775°C经过1h也不能使奥氏体达到均匀化。而以10℃/s速度加热则在超过Ac₃的800°C仅在80s后即可转变为不均匀的奥氏体。

从这些图可以看出，随着加热速度的增加，相变点Ac₁和Ac₃都会明显提高。此现象对于感应加热和激光表面加热特别重要，此时可以达到1000°C/s以上的加热速度。在此加热速度下，可以将通常的淬火加热温度从830～850°C提高到950～1000°C。在加热到1000°C时仅需1s就可以完成奥氏体化过程。

图3-38 DIN Ck45钢（w（C）=0.49%，w（Si）=0.26%、w（Mn）=0.74%）在连续加热条件下的奥氏体转变图