1-7 等温维持（等温转变）引起的钢特性变化

上次我解释了从奥氏体区连续冷却时的转变，并说明了与热处理的关系。这一次，我将解释当过冷奥氏体保持在恒定温度时的转变。此时的转变曲线称为等温转变曲线。由于需要骤冷至等温保持温度，因此使用盐浴（硝酸盐等）作为制冷剂。

等温转变曲线显示了当奥氏体区域受热，然后迅速冷却到各个温度，并保持在相同温度时发生的组织变化。该曲线也称为TTT(Time:time,Temperature,Transformation:transformation)曲线，与CCT曲线一样，纵轴为温度，横轴为时间。

从高温侧向短时间侧膨胀的部分称为鼻部，存在于500～550℃左右。这个鼻子越靠近右侧（长期侧），越容易使用该曲线进行热处理。整个TTT曲线是更靠近左侧（短时间侧）还是靠近右侧（长时间侧），受钢材中所含合金元素和奥氏体化条件的影响很大。

合金元素中含有提高淬透性的Mn、Cr、Mo等，含量越高，奥氏体化温度越高，结晶粒径越大，整体向右移动越多。因此，在呈现特定的个体 TTT 曲线时，必须显示化学成分和奥氏体化温度。还有一条 TTT 曲线向下呈现到晶粒尺寸。

例如，图 1 显示了机械结构钢的 TTT 曲线示意图。保持在高于鼻尖的温度时的金相组织（等温保持线 1 和 2）在相变起点 Fs 处从过冷奥氏体（γ）变为铁素体（α），如图中的符号所示。 Ps开始相变，然后在Ps点发生珠光体相变，Pf相变后的金相组织为铁素体(α)+珠光体(P)。但是，保持等温温度的温度越高，可以获得的硬度越低，温度越低，它变得越硬。珠光体是过冷奥氏体的共析转变，呈现出α-铁和层状渗碳体（Fe3C）的混合结构。

图1 机械结构钢等温转变（TTT）曲线示意图

图1中符号和数字的含义

• 1. 1. 变换曲线名称
• Fs：奥氏体向铁素体转变起始线
• ps：奥氏体向珠光体转变起始线
• Pf：珠光体转变终点线
• Bs：奥氏体向贝氏体转变的开始
• Bf：贝氏体转变结束
• 女士：奥氏体向马氏体转变开始线
• Mf：转变为马氏体的终点线
• Ae1、Ae3：显示供参考，A1 和 A3 转变点分别处于平衡状态。
• 2. 2. 金相组织名称
• γ：γFe（奥氏体）
• α：αFe（铁氧体）
• P：珠光体
• B：贝氏体
• M：马氏体

当金属组织保持在低于鼻子的等温温度时（等温保持线3和4），金属组织在相变起点Bs开始转变为贝氏体（B），而Bf转变后的金属组织端部是贝氏体 (B)。在该贝氏体的情况下，硬度越接近500℃越低，越接近Ms点越硬。此外，根据等温保持温度是高温侧还是低温侧，图案不同，因此名称可能会有所不同。高温侧的贝氏体称为上贝氏体，金相组织呈羽毛状，如图2所示。低温侧的贝氏体称为下贝氏体，其形态类似于针状马氏体。但是，由于贝氏体是α-铁和Fe3C的混合组织，所以与珠光体基本相同。

图2 上贝氏体组织的一个例子（保持在500°C的等温温度）

使用该 TTT 曲线的热处理称为等温线热处理，与通常的热处理相比，具有加工时间短、热处理变形少、可获得机械性能优异等优点。有很多，经常使用。这种等温线热处理将在第 2 章中详细说明，因此在此不再赘述。