馬氏體轉(zhuǎn)變ppt課件(已修改)
2025-01-27 16:53 本頁面
【正文】 第五章 馬氏體轉(zhuǎn)變 研究目的：淬火 高的強韌性、硬脆不是 M的唯一特性 低碳馬氏體 高強度、高硬度，較低的塑韌性 中碳馬氏體 很高的強度、高脆性、低塑韌性 高碳馬氏體 研究內(nèi)容： ； ； A量的因素及控制方法 重點： ； ； ； 難點： ； 。 167。 51馬氏體相變的主要特征 一、馬氏體的晶體結(jié)構(gòu) A?M 無擴散型相變 只有點陣重構(gòu)而無成分變化 C在 ?Fe中的過飽和固溶體 M或 ?180。 體心正方點陣 短軸方向空隙： 碳原子有效直徑： 水平： 垂直： c軸伸長、 a軸縮短 體心正方（ a=b＜ c） c/a正方度或軸比 取決于含碳量： ?c??c/a? ?c＞ %體心正方 ?c＜ %體心立方 無序分布、完全有序分布、部分有序分布 M正方度與碳含量的關系不符合上式 1）無序分布， c/a? 反常低正方度 碳原子在 M中有序化轉(zhuǎn)變 2） c原子幾乎都處于同一組空隙位置（完全有序化）： T回升至室溫 ?無序轉(zhuǎn)變 ?c/a? c=a0+?? a=a0?? c/a=1+?? （ 51） 二、馬氏體轉(zhuǎn)變的特點 ①與 M相交的表面，一邊凹陷，一邊突起，牽動相鄰 A也呈傾突現(xiàn)象； ②刻劃一條直線，馬氏體形成后變成一條折線 說明： ①馬氏體轉(zhuǎn)變以切變的方式實現(xiàn)； ② M和 A的界面為共格界面 切變共格 M形成 ?伴隨彈性應變產(chǎn)生、蓄積彈性應變能（共格彈性能） ??M尺寸 ? 當 M長大到一定尺寸，使界面上 A中彈性應力超過其彈性極限 ?兩相間的共格 關系遭破壞 ?M停止生長 實驗依據(jù)：①馬氏體轉(zhuǎn)變前后，碳濃度無變化； ② FeNi合金在極低溫度（ 190℃ ）下， M長大速度仍可達到 105㎝ /s。 在低碳鋼中存在 C的擴散現(xiàn)象 1）取向關系 ① KS關系： {011}?’//{111}?； 111?’// 011? 24種取向 ②西山關系： {011}?’//{111}?； 011?’// 211? 差 5?16’ 12種取向 ③ GT關系： {011}?’//{111}?差 1?； 111?’// 011? 差 2? 對 KS關系的修正 僅適合 {259}馬氏體，有局限性 2）慣習面 位錯密度較大，畸變能高，而所需形核功小，易于形核。 特征：不應變、不轉(zhuǎn)動的平面 ?c＜ %慣習面為 {111} %＜ ?c＜ %{225} ?c＞ %慣習面為 {259} T ＞ 0 ℃ {111}或 {225} T ＜ 0 ℃ {259} 板條狀 M低碳 {111}、中碳 {225} 片狀 M中高碳 {225}、高碳 {259} 慣習面與 ?c的關系 慣習面與 T的關系 慣習面與 M形狀 的關系 Ms點以下形成 M在連續(xù)冷卻條件下 未獲 100%M，有殘余奧氏體存在 —AR 冷處理 —針對高碳鋼、高碳合金鋼和 某些中碳合金鋼的 Mf點低于室溫，將 此類鋼繼續(xù)深冷至零下溫度的操作。 FeNi、 AgCd、 NiTi 冷卻時 A?M；重新加熱時 M?A As逆轉(zhuǎn)變開始溫度； Af逆轉(zhuǎn)變終止溫度 快速加熱 一般觀察不到 —M加熱時在溫度尚未到達 As點的過程中發(fā)生分解（回火） ①低碳馬氏體：密度較高的位錯 ②高碳馬氏體：細的孿晶 ③有色金屬 M的亞結(jié)構(gòu)為孿晶或?qū)渝e 相變時不均勻切變的產(chǎn)物 167。 52 馬氏體相變熱力學 一、馬氏體相變熱力學條件 馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)槭裁葱枰疃冗^冷？ 熱力學條件： ?G?0 轉(zhuǎn)變時的能量消耗（相變阻力）： ①形成新的界面而消耗界面能； ②因新相的比容增大和維持切變共格而引起的彈性應變能； ③產(chǎn)生宏觀均勻切變而作功； ④產(chǎn)生宏觀不均勻切變而在馬氏體中形成高密度位錯和細微孿晶（以能量 的形式儲存于 M中）； ⑤使鄰近的奧氏體發(fā)生協(xié)作變形而作功。 相變熱力學表達式： ?G=－ ?G???’+ ?GS+?GE+ ?GP ?Gs—① ?GE ② （彈性應變能消耗） ?GP ③ ④ ⑤ （塑性應變能消耗） M形成條件： ?G?0 則 ?G???’? ?GS+?GE+ ?GP M轉(zhuǎn)變的驅(qū)動力主要是為了克服相變時的切變和形變（塑性 +彈性）的阻力 母相中缺陷的作用（兩個相反效果）：①形成一定的組態(tài)而提高母相的強 度，使相變阻力增大；②為相變提供能量，使相變驅(qū)動力增大。 二、 Ms點的物理意義 奧氏體和馬氏體兩相自由能差達到相變所需的最小化學驅(qū)動力值時的溫 度，或反映了使馬氏體轉(zhuǎn)變得以進行所需要的最小過冷度 。 馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)槭裁葱枰粩嘟禍?? 三、影響 Ms點的因素 Ms點在生產(chǎn)中的重要意義 :①②③ ?c?% ?c?? Ms點線性降低 ?c?% ?c?? Mf點急劇降低 ?c?% ?c?? Mf點下降緩慢且降至 0℃ 以下 合金元素：除 Al、 Co提高 Ms點外，其余大多不同 程度降低 Ms。 強碳化物形成元素（ V、 Ti、 W）：大部分以碳化 物的形式析出，很少溶入 A中，對 Ms點影響不大。 淬火冷至室溫存在較多 AR 拉應力、單向壓應力 Ms點 ? 多向壓應力 Ms點 ? 塑性變形 ?Ms點 ?應變誘發(fā)馬氏體 轉(zhuǎn)變的溫度最高限： Md ?Md則不會產(chǎn)生應變誘發(fā) M 原因：①形變能為馬氏體轉(zhuǎn)變提供附加的驅(qū) 動力（機械驅(qū)動力），補償了所需要的部分化學驅(qū)動力，因而使轉(zhuǎn)變可以在 較高的溫度下發(fā)生，即相當于 Ms點 ?。②適當?shù)乃苄宰冃慰梢蕴峁┯欣?M 的形核的晶體缺陷（層錯、位錯），從而促進 M的形成。 應變誘發(fā) M與形變度的關系： 在 Ms~Md溫度范圍內(nèi)塑性形變度越大，則形變 誘發(fā) M的形成量越多，但形變對隨后冷卻時繼續(xù)發(fā)生的 M轉(zhuǎn)變起抑制作用。 原因 ：大量塑性變形在 A中引起的晶體缺陷組態(tài)強化了母相，阻礙 M的形成。 在 ? Md進行塑變 少量塑變 促進 M轉(zhuǎn)變 大量塑變 抑制 M轉(zhuǎn)變 T ? t ? 利于 C及合金元素溶入 A，成分均勻 Ms? A晶粒長大， C原子活動能力 ??在 A中位錯線上偏聚 ? Ms? A晶粒的大小不是影響 Ms點的主要因素 應用：高速鋼的等溫淬火工藝 1）部分轉(zhuǎn)變?yōu)?P?剩余 A為貧碳區(qū)（相對） Ms? 2） 部分 轉(zhuǎn)變?yōu)?B?剩余 A為富碳區(qū)（相對） Ms? 167。 53馬氏體轉(zhuǎn)變的切變模型 一、 Bain模型 將面心立方點陣看作體心正方點陣 軸比 c/a= Z’軸收縮 X’、 Y’伸長 M： c/a=~ 優(yōu)點：①解釋了 A?M時，原子作最小距離的簡單移動；②取向關系確定。 缺點：不能解釋表面浮凸效應和慣習面的存在 二、 KS模型 過程：①在（ 111） ?面上沿 [112]?方向第一次切變，切變角 11?44’ ② 在（ 211） ?面上沿 [011]?方向第二次切變， 120??109?28’ ③ 線性調(diào)整 膨脹或收縮 ?使晶面間距和測得的相符合 優(yōu)點：
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1