《馬氏體轉(zhuǎn)變》ppt課件-文庫吧
2024-12-31 16:53 本頁面
【正文】 ①清晰展示了切變過程； ②很好反映了晶體學(xué)取向關(guān)系 缺點(diǎn)： ① 慣習(xí)面的問題；②表面浮凸與實(shí)測結(jié)果相差較大 c/a=1 體心立方 三、 GT模型 ①在接近 {259}?晶面上發(fā)生第一次切變，產(chǎn)生整體宏觀變形，表面出現(xiàn)浮 凸 —均勻切變，確定慣習(xí)面； ②在（ 112） ?‘晶面的 [111] ?‘方向上發(fā)生 12?~13?的第二次切變 ?體心正 方點(diǎn)陣 —宏觀不均勻切變； ③微小調(diào)整，使晶面間距符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果 優(yōu)點(diǎn)：可解釋浮凸效應(yīng)、慣習(xí)面、取向關(guān)系和亞結(jié)構(gòu)變化 缺點(diǎn)：不能解釋 ?c?%的取向關(guān)系 四、 KNV模型 全位錯(cuò)分解形成滑移型不全位錯(cuò) +堆垛層錯(cuò) 鉻鎳不銹鋼、高錳鋼和 FeNiMn合金： A（ fcc)?中間相 ? ?M（體心正方） 層錯(cuò)作為 M二維核胚，即 ? ? ? ? ?‘ 取向關(guān)系 （ 111） ?//（ 0001） ?//（ 011） ?‘； [101] ? //[1120] ? //[111]?‘ 167。 54 馬氏體的組織形態(tài) 一、馬氏體的形態(tài) ： 低中碳鋼、 M時(shí)效鋼、不銹鋼、 FeNi合金 1）光鏡分析：群集狀 M、位錯(cuò) M 束、塊、板條 板條 M的組織單元 束： 指慣習(xí)面晶面指數(shù)相同而在形態(tài)上 呈現(xiàn)平行排列的板條集團(tuán)。大角度晶界 塊： 指慣習(xí)面晶面指數(shù)相同與母相取向 相同的板條集團(tuán)。大角度晶界 60? 并非所有 M束中都有“塊”存在 板條長： 2~5?m 寬： ~?m 2）晶體學(xué)關(guān)系： KS關(guān)系 慣習(xí)面 {111}? 束只可能有四種取向 3）亞結(jié)構(gòu)：高密度位錯(cuò) ~ 1012㎝ 2 切變以滑移方式進(jìn)行 4）殘余奧氏體：薄膜狀 厚： 100~200埃 ?斷裂韌性 ? 形成原因 :①機(jī)械穩(wěn)定化；②碳原子擴(kuò)散使得奧氏體中碳濃度升高 A晶粒大小對板條的寬度無影響 ： 中高碳（合金）鋼、 FeNi（ ?29%） 光鏡下：針（竹葉）狀 立體形態(tài)：雙凸透鏡片狀 特征： 1）首先形成的 M晶粒貫穿 整個(gè) A晶粒，尺寸較大較厚，后形 成的 M多取向分布 ?尺寸 ?，大小 不均勻 取決于 ① A晶粒的大小 （結(jié)構(gòu)鋼） ②第二相質(zhì)點(diǎn)的數(shù)量 和大?。üぞ咪摚?；③母相的晶 體缺陷密度 隱晶馬氏體 2）慣習(xí)面與取向關(guān)系 形成溫度高 {225}? KS關(guān)系 形成溫度低 {259}? 西山關(guān)系 3）中脊 —片狀 M中間一條明顯的筋 厚度： ~1 ?m ?c?% 明顯 相當(dāng)于慣習(xí)面？ 4） M的片之間總有殘余奧氏體的存在 —相變的不完全性 5）亞結(jié)構(gòu) : 孿晶 +少量位錯(cuò) 孿晶 M 孿晶面： {112}?’ 孿晶方向： [111]?’ 孿晶 —中脊面附近的中央地帶（孿晶區(qū)）間距： 50~100埃 Ms點(diǎn)高 ,則孿晶區(qū)范圍縮小 位錯(cuò) —片的邊沿地帶（非孿晶區(qū)） 高密度位錯(cuò) 小結(jié)：比較片狀 M和板條 M的區(qū)別 1）混合馬氏體 2）蝶狀馬氏體 FeNi合金或 FeNiC 立體形態(tài)：細(xì)長桿狀 斷面：蝴蝶形 兩翼結(jié)合部分 —像片 M的中脊，向兩側(cè)長成取向不同（孿晶）的兩片 M 亞結(jié)構(gòu)：高密度位錯(cuò)，未發(fā)現(xiàn)孿晶 符合 KS關(guān)系 混合 M 蝶狀 M ?c?% 板條 M %??c?1% 板條 M+片 M ?c?1% 片 M 3）薄片狀馬氏體： Ms點(diǎn)極低的 Ni鋼 立體形狀：薄片狀 金相：細(xì)帶狀，相互交叉、分枝、曲折 亞結(jié)構(gòu)：由 {112}?’孿晶組成，但無中脊 慣習(xí)面： {259}? 符合 KS關(guān)系 4） ?馬氏體 :CrNi（ Mn）不銹鋼、高錳鋼 密排六方結(jié)構(gòu) 立體形態(tài)：極薄片狀 厚 1000~3000埃 亞結(jié)構(gòu)：大量層錯(cuò) 層錯(cuò)能低易形成 取向關(guān)系： {111}?//{1000}?； [110]?//[1120] ? 慣習(xí)面： {111}? 二、影響 M形態(tài)和內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)的因素 碳鋼： ?c??Ms?、殘余奧氏體量 ? ?c?% 板條 M—Ms下較高溫區(qū) %? ?c? 1 % 板條 M+片 M ?c?1% 片狀 M—Ms下較低溫區(qū) 縮小 ?相區(qū) —板條 M 擴(kuò)大 ?相區(qū) —隨 ?Me?，板條 M?片 M 改變 A化溫度 ?不同 Ms點(diǎn) 結(jié)果：隨 Ms ?， M形態(tài)由蝶狀 ?片狀 ?薄片狀 片狀 M：隨形成溫度 ??相變孿晶區(qū)變大 層錯(cuò)能低 —利滑移 —產(chǎn)生位錯(cuò) —板條 M 層錯(cuò)能高 —不利滑移 —產(chǎn)生孿晶 —片 M 合金元素 證明：① 188型鋼不銹鋼，其 A層錯(cuò)能較低，在液氮中淬火 —板條 M ② Fe33Ni合金，層錯(cuò)能高，淬火后其孿晶區(qū)擴(kuò)大 M的強(qiáng)度 Ms點(diǎn)處 ?s?206MPa 低 —{111} ? 板條 M 高 —{225} ? 片 M ?s?206MPa {259} ? 片 M Ms以下 較高溫度：滑移的臨界分切應(yīng)力較低 —位錯(cuò) M 較低溫度：孿生的臨界分切應(yīng)力較低 —孿晶 M 1）低碳鋼： ?c?% 形成溫度在 Ms~Mf范圍偏高 則 ?滑 ? ?孿 ?只能滑移 ?板條 M 2）高碳鋼： ?c?1% 形成溫度在 Ms~Mf范圍偏低 則 ?滑 ??孿 ?只能孿生 ?片 M 3）中碳鋼：形成溫度在 Ms~Mf范圍適中 兩種傾向 ?混合 M 167。 55馬氏體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué) 一、馬氏體轉(zhuǎn)變的形核 出發(fā)點(diǎn)：把 M轉(zhuǎn)變看作單元素的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，形核功（ ?W） 和核胚長大激 活能（ U）決定形核率 ?形核功來源于熱起伏，核胚的長大靠原子一個(gè)個(gè)地從 母相轉(zhuǎn)入新相實(shí)現(xiàn)。 形核位置 —結(jié)構(gòu)不均勻區(qū)域（晶體缺陷、內(nèi)表面、形變區(qū)） 缺點(diǎn)：只能說明形核的不均勻性，不能解釋變溫瞬時(shí)形核。 3. 核胚凍結(jié)理論 基本觀點(diǎn)：在 A中已經(jīng)預(yù)先存在具有 M結(jié)構(gòu)的微區(qū) 存在于與各種晶體缺陷 有關(guān)的位置。 微區(qū)隨 T?而被凍結(jié)到低溫，在沒有成為可以長大成 M的晶核以前稱為核胚。 ?T?，則 rk?。冷卻時(shí)：核胚尺寸 ?該溫度下臨界晶核尺寸，則成為晶核并長大 當(dāng)大于臨界尺寸的核胚消耗光時(shí)，轉(zhuǎn)變停止，進(jìn)一步降低 T才能使更小的核胚 成為晶核 解釋了變溫瞬時(shí)形核 等溫過程中，小于臨界尺寸的核胚有可能通過熱激活而使尺寸長大到臨界晶 核尺寸 等溫形核的解釋 —先生成的 M使其周圍 A協(xié)作變形而產(chǎn)生位錯(cuò) —促成 M核胚形成 二、馬氏體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)的類型 （降溫）轉(zhuǎn)變 M轉(zhuǎn)變在連續(xù)冷卻過程中進(jìn)行 M轉(zhuǎn)變量決定于 Ms點(diǎn)以下的過冷度，與等溫停留時(shí)間無關(guān)。 非熱學(xué)性轉(zhuǎn)變 長大速度極快 —相變驅(qū)動(dòng)力較大，加之相變的共格性和原子的近程遷移 ? 長大激活能較小 M轉(zhuǎn)變量的增加 是依靠降溫過程中新的 M片的不斷形成，而不是依靠已有 M片的繼續(xù)長大 104~107S 動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)：變溫形成、瞬間形核（無孕育期）和高速長大（長到極限尺寸） 動(dòng)力學(xué)曲線：體積分?jǐn)?shù) f f? ， f上升慢 ? f? T?， f上升快 f?： T?， f增加減慢 FeNiMn、 FeNiCr、 動(dòng)力學(xué)曲線：①具有孕育期； ②等溫時(shí)間增加 ?M轉(zhuǎn)變量 ?； ③隨轉(zhuǎn)變溫度 ??轉(zhuǎn)變速率 ?、孕育期 ? 但達(dá)到某一轉(zhuǎn)變溫度
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