(2)取一組端淬試樣，在一定的奧實體化條件下，加熱并保溫。然后，逐個噴水，每個試樣噴水時間各異，達到規(guī)定時間，停止噴水并立即淬人鹽水中，使未轉(zhuǎn)變的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體。(3)觀察各試件距水冷端同樣位置的金相組織，并測定硬度。從而測出該位置(實質(zhì)是某一冷卻速度)的轉(zhuǎn)變開始點和轉(zhuǎn)變終了點。同時也可以測出各種轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的百分量。(4)將各冷卻速度下的轉(zhuǎn)變開始點及終了點繪入坐標(biāo)紙，連接成線即得到CCT圖。膨脹法應(yīng)用日益廣泛。它采用的是直徑3mm左右的小試樣，在吹風(fēng)冷卻時就可以得到比較高的冷卻速度。而且，只需一個試樣就可以得到某一冷卻速度下的各種轉(zhuǎn)變的全部數(shù)據(jù)。如果輔以電子計算機，精度和測定速度都很高，并且可以實現(xiàn)全自動測量。第五章過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)金相硬度法的關(guān)鍵是如何得到恒定的冷卻速度。一般采用下述方法。加工一組高度和內(nèi)孔相同，而外徑不同的套，最好使用不銹鋼，以便重復(fù)使用。將一組高度和外徑與套的高度和內(nèi)孔相同的試樣嵌入套中，進行奧氏體化，然后冷卻。顯然，在同一種冷卻介質(zhì)中，外徑不同的套中的試樣有不同的冷卻速度。這樣就可以得到接近恒速冷卻的一組試樣。如果冷卻介質(zhì)中分別采用噴水、吹風(fēng)及靜止空氣，則可以得到有高速至低速的各種冷卻速度。經(jīng)一定時間冷卻后淬人鹽水中，自套中取出試樣觀察組織并測定硬度，就可以得到轉(zhuǎn)變開始點及終了點。第五章過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)5.3.3過冷奧氏體連續(xù)轉(zhuǎn)變動力學(xué)圖的應(yīng)用1.預(yù)測熱處理后零件的組織及性能綜上所述，如果已知零件的冷卻速度，就可以利用CCT圖判定其組織形態(tài)和硬度。對于形狀復(fù)雜的零件，雖然可以實測一些點的冷卻速度，進而使用CCT圖但是很不方便。近年來，人們利用有限元法或有限差分析法來求得零件在一定加熱或冷卻條件下的溫度場，從而得知零件中任意點的加熱或冷卻曲線。由于電子計算機的廣泛應(yīng)用，這種計算零件冷卻曲線所方法切實可行，且行之有效。在下一節(jié)將介紹組織轉(zhuǎn)變量的計算問題。2.確定臨界冷卻速度一般獲得全部馬氏體(包括少量殘余奧氏體)的最低冷卻速度稱臨界冷卻速度。即和CCT圖中轉(zhuǎn)變開始線相應(yīng)的冷卻曲線的速度。第五章過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)3.選擇淬火介質(zhì)根據(jù)實際和計算證明，CCT圖的鼻子處孕育期為2s時，直徑25mm的圓柱零件水淬可淬硬；為510s時，則油淬可淬硬；大于100s時，在空氣中即可淬硬。最后還應(yīng)再次強調(diào)指出，CCT圖原則上是恒速冷卻條件測定的。它和一般熱處理冷卻條件還有差異的，所以，CCT圖僅僅能近似的估計實際熱處理后的狀態(tài)，不可能十分精確。要解決實際熱處理中的組織和性能問題，比較好的方法應(yīng)該是通過計算進行預(yù)測，但這種方法目前還沒有到實用階段，還有許多問題需要解決。這些問題主要包括溫度場的準(zhǔn)確計算和組織轉(zhuǎn)變量的計算兩大問題。關(guān)于溫度場的計算將在第九章介紹，本章下節(jié)介紹組織轉(zhuǎn)變量的計算問題。第五章過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)相變過程從動力學(xué)機制方面可以分為形核、核長大、晶粒長大三個階段，它們各有其明確的物理模型。然而在實際相變過程中，這三個階段卻不能截然分開。實際上，從第一批核心出現(xiàn)時，長大已經(jīng)開始，而一旦系統(tǒng)中出現(xiàn)了不同尺寸的新相區(qū)，晶粒長大條件就已經(jīng)具備。因此，僅給出三階段單獨的動力學(xué)描述雖然從物理上考慮是十分重要的，但從實際應(yīng)用考慮還是不夠完整的。人們已經(jīng)作了許多嘗試，在三階段理論基礎(chǔ)上以更為明確的方式給出新相的體積分?jǐn)?shù)與轉(zhuǎn)變時間的關(guān)系。第四節(jié)相變動力學(xué)形式理論第五章過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)5.3.1約翰遜-邁爾方程約翰遜(W.A.Johnson)和邁爾(R.F.Mehl)在1939年發(fā)表文章，發(fā)展了由形核率及新相長大速率求在等溫轉(zhuǎn)變中新相的體積分?jǐn)?shù)和時間關(guān)系的理論。這種理論通常被稱為相變的形式理論。它奠定了相變定量計算的理論基礎(chǔ)。先考慮一種比較簡單的情況，設(shè)新相的線生長速率u不隨時間改變，界面控制型生長就是如此，如式(4-5)。另外我們還假設(shè)成核率I不隨時間變化，如式(4-3)。為了簡化計算，假設(shè)新相為球形，設(shè)某一個新核心在時刻成核并開始長大，在0時刻的體積為第五章過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)設(shè)系統(tǒng)的體積為1個單位，在時刻新相的體積分?jǐn)?shù)為(在本系統(tǒng)中也就是新相的體積)，則母相的體積為1-。此系統(tǒng)在→+d時間間隔內(nèi)出現(xiàn)的新核心數(shù)為第五章過冷奧氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)式中，Id為未扣除新相部分(體積為1)在→+d時間間隔內(nèi)出現(xiàn)的新核心數(shù)，它包括了在母相中的成核數(shù)dn(實際的成核數(shù))和在新相中的成核數(shù)為Id兩部分。Id被