ttt diagram

T (Time) T(Temperature) T(Transformation) diagram is a plot of temperature versus the
logarithm of time for a steel alloy of definite composition. It is used to determine when
transformations begin and end for an isothermal (constant temperature) heat treatment of a
previously austenitized alloy. When austenite is cooled slowly to a temperature below LCT
(Lower Critical Temperature), the structure that is formed is Pearlite. As the cooling rate
increases, the pearlite transformation temperature gets lower. The microstructure of the material
is significantly altered as the cooling rate increases. By heating and cooling a series of samples,
the history of the austenite transformation may be recorded. TTT diagram indicates when a
specific transformation starts and ends and it also shows what percentage of transformation of
austenite at a particular temperature is achieved.
Cooling rates in the order of increasing severity are achieved by quenching from elevated
temperatures as follows: furnace cooling, air cooling, oil quenching, liquid salts, water
quenching, and brine. If these cooling curves are superimposed on the TTT diagram, the end
product structure and the time required to complete the transformation may be found.
In Figure the area on the left of the transformation curve represents the austenite region.
Austenite is stable at temperatures above LCT but unstable below LCT. Left curve indicates the
start of a transformation and right curve represents the finish of a transformation. The area
between the two curves indicates the transformation of austenite to different types of crystal
structures. (Austenite to pearlite, austenite to martensite, austenite to bainite transformation)

Transformation of austenite to pearlite is not linear as shown at constant temperature i.e600°C.
Initially the rate of transformation is slow, then it increases rapidly, and finally it slows down
towards the end.
Difficulties in plotting TTT Diagram

 During transformation of Austenite to Martensite or Pearlite it is impossible to change the
temperature from 727°C to 500°C in zero time and from 500°C to 0°C.

 Specimen should be small in nature and care should be taken and special care should be
taken during their rapid transfer between baths.

 Austenite to Martensie transformation does not occur at the room temperature and the
material should be cooled below room temperature after transformation

CCT Transformation Curve
 In practice, structural steels are strengthened through microstructural transformations
which take place under continuous cooling conditions rather than isothermal conditions.
In continuous cooling heat treatments, the material is cooled from above the A3
temperature to room temperature continuously; the transformation from austenite to
pearlite and/or martensite therefore occurs over a range of temperatures instead of at a
single temperature, resulting in a more complex microstructure.

 The products formed by continuous cooling procedures can be predicted using a
continuous cooling diagram which differs from the isothermal transformation diagram in
that the beginning and the end of the transformation are generally shifted to lower
temperatures and longer times. Different rates of cooling, and hence different
microstructures are achieved through the use of different cooling media, as shown in Fig.
Essentially as the cooling rate is increased the hardness and the strength of the steel
increases.

 Rapidly cooling or quenching, the austenite at a rate equal to or greater than the critical
cooling rate will bypass the knee of the TTT curve and result in the formation of
martensite. However, martensite is too hard and brittle for most purposes and it are
usually transformed to the equilibrium phases ( and Fe3C) using a low-temperature heat
treatment called tempering. The resulting microstructure is not lamellar like that of
pearlite but contains many dispersed carbide particles. Tempering causes the strength and
hardness of the martensite to decrease, while the ductility and impact properties are
improved. By selecting the appropriate tempering temperature, a wide range of properties
can be obtained.

Diagram T (Waktu) T (Suhu) T (Transformasi) adalah plot suhu versus logaritma waktu untuk
paduan baja dengan komposisi tertentu. Ini digunakan untuk menentukan kapan transformasi
dimulai dan berakhir untuk perlakuan panas isotermal (suhu konstan) dari paduan austenitisasi
sebelumnya. Ketika austenit didinginkan secara perlahan hingga suhu di bawah LCT (Lower
Critical Temperature) maka struktur yang terbentuk adalah perlit. Saat laju pendinginan
meningkat, suhu transformasi perlit menjadi lebih rendah. Struktur mikro material berubah secara
signifikan dengan meningkatnya laju pendinginan. Dengan memanaskan dan mendinginkan
serangkaian sampel, riwayat transformasi austenit dapat dicatat. Diagram TTT menunjukkan
kapan transformasi spesifik dimulai dan diakhiri dan juga menunjukkan berapa persentase
transformasi austenit pada suhu tertentu yang dicapai.

Laju pendinginan dalam urutan peningkatan keparahan dicapai dengan quenching dari temperatur
tinggi sebagai berikut: pendinginan tungku, pendinginan udara, quenching oli, garam cair,
quenching air, dan brine. Jika kurva pendinginan ini ditumpangkan pada diagram TTT, struktur
produk akhir dan waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan transformasi dapat ditemukan.

Pada Gambar, area di sebelah kiri kurva transformasi mewakili wilayah austenit. Austenit stabil
pada suhu di atas LCT tetapi tidak stabil di bawah LCT. Kurva kiri menunjukkan awal transformasi
dan kurva kanan menunjukkan akhir dari transformasi. Area di antara kedua kurva menunjukkan
transformasi austenit menjadi berbagai jenis struktur kristal. (Transformasi Austenit menjadi
perlit, austenit menjadi martensit, transformasi austenit menjadi bainit)

Transformasi austenit menjadi perlit tidak linier seperti yang ditunjukkan pada suhu konstan yaitu
600 ° C. Awalnya laju transformasi lambat, lalu meningkat dengan cepat, dan akhirnya melambat
menjelang akhir.

Kesulitan dalam merencanakan Diagram TTT

• Selama transformasi Austenite menjadi Martensite atau Pearlite, suhu tidak mungkin diubah dari
727 ° C menjadi 500 ° C dalam waktu nol dan dari 500 ° C menjadi 0 ° C.

• Spesimen harus berukuran kecil dan harus berhati-hati dan perhatian khusus harus diberikan
selama pemindahan cepat antar bak mandi.

• Transformasi Austenit ke Martensie tidak terjadi pada suhu kamar dan material harus didinginkan
di bawah suhu kamar setelah transformasi

Kurva Transformasi CCT

• Dalam praktiknya, baja struktural diperkuat melalui transformasi mikrostruktur yang
berlangsung dalam kondisi pendinginan terus menerus daripada kondisi isotermal. Dalam
perlakuan panas pendinginan terus menerus, material didinginkan dari atas suhu A3 hingga suhu
kamar secara terus menerus; transformasi dari austenit menjadi perlit dan / atau martensit karena
itu terjadi pada rentang suhu alih-alih pada suhu tunggal, menghasilkan struktur mikro yang lebih
kompleks.

• Produk yang terbentuk dari prosedur pendinginan kontinu dapat diprediksi menggunakan
diagram pendinginan kontinu yang berbeda dari diagram transformasi isotermal di mana awal dan
akhir transformasi umumnya bergeser ke suhu yang lebih rendah dan waktu yang lebih lama.
Tingkat pendinginan yang berbeda, dan karenanya struktur mikro yang berbeda dicapai melalui
penggunaan media pendingin yang berbeda, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. Pada
dasarnya, saat kecepatan pendinginan meningkat, kekerasan dan kekuatan baja meningkat.

• Pendinginan atau quenching yang cepat, austenit pada laju yang sama atau lebih besar dari laju
pendinginan kritis akan melewati lutut kurva TTT dan menghasilkan pembentukan martensit.
Namun, martensit terlalu keras dan rapuh untuk sebagian besar tujuan dan biasanya diubah ke fase
kesetimbangan ( dan Fe3C) menggunakan perlakuan panas suhu rendah yang disebut tempering.
Mikrostruktur yang dihasilkan tidak pipih seperti perlit tetapi mengandung banyak partikel karbida
terdispersi. Tempering menyebabkan kekuatan dan kekerasan martensit berkurang, sedangkan

keuletan dan sifat benturan ditingkatkan. Dengan memilih suhu tempering yang sesuai, berbagai
properti dapat diperoleh.