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正文內(nèi)容

材料加工組織性能控制(第三章)新(編輯修改稿)

2025-01-26 05:24 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 由未再結(jié)晶變形 ?? ?的轉(zhuǎn)變比由已再結(jié) 晶的無變形 ???轉(zhuǎn)變所生成的 ?晶粒要細(xì)得多 , 得到變形 ?非常重要 。 可以通過變形后抑制或延 遲再結(jié)晶的進(jìn)行來實(shí)現(xiàn) 。 延遲回復(fù)和再結(jié)晶的因素有兩個(gè): ( 放第 4章講 ) 1)合金元素; 2)溫度 。 變形帶的形成和作用 圖 38(a)具有變形帶的拉長 ?晶粒,其中變形帶是未再結(jié)晶區(qū)變形所產(chǎn)生的; (b)部分轉(zhuǎn)變的晶粒組織中形成的先共析 ? 變形帶的作用 : 提供鐵素體形核點(diǎn),使晶粒細(xì)化。 影響變形帶的因素 : 1)變形量: 變形 30%時(shí),增加很微 弱, 易造成混粒組織,原 因:(值得注意?。? 變形 30%時(shí),迅速增加。 2)變形溫度:變形帶密度 幾乎不受未再結(jié)晶區(qū)變形 溫度的影響(超過 1000?C 時(shí),迅速減少 )。 圖 39 含 %Nb的鋼中, ?晶界面積 (a)和變形帶密度 (b)同未再結(jié)晶區(qū)壓下率的關(guān)系 常規(guī)熱軋和控制軋制在組織轉(zhuǎn)變上的區(qū)別 : 前者的 ?晶粒全部在 ?晶界處成核 , 后者則在晶粒內(nèi)部和晶 界成核 。 對(duì) ?成核率而言 , 變形帶等價(jià)于 ?晶界 , 意味 著一個(gè) ?晶??梢员蛔冃螏Х指畛蓭讉€(gè)小的部分 。 圖 310 熱軋態(tài)及熱處理態(tài)鋼中 ?晶粒成核地點(diǎn)及所生成的 ?晶粒組織 圖 312表明 , 未再結(jié)晶區(qū)軋制變形 30% 的工具鋼中 , 珠 光體相變的成核地點(diǎn)不同: a)相變初期 , 珠光體優(yōu)先于 晶界成核; b)隨著變形的進(jìn)行 , 珠光體在退火孿晶界和 ? 晶界處均發(fā)生成 核; c)珠光體于 變形帶上成核; d)珠光體于晶粒 內(nèi)部成核 。 變形后奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變 ( 1)從再結(jié)晶奧氏體晶粒生成鐵素體晶粒 特點(diǎn):鐵素體晶粒在奧氏體晶界上生成,在晶內(nèi)不成核。 生成的鐵素體 魏氏組織的形成取決于:鋼的化學(xué)成分( C含量在 ~ % 之間易形成魏氏組織);奧氏體晶粒的大?。▕W氏 體晶粒小于 5級(jí))和冷卻速度(快)。 加快冷卻速度可以細(xì)化鐵素體晶粒,改善材料的力學(xué)性 能,條件:不產(chǎn)生魏氏組織。 塊狀 (等軸的 ) 先共析鐵素體 (魏氏組織鐵素體 ) 圖 31 熱軋條件與所得到的魏氏組織級(jí)別關(guān)系 ( 2)從部分再結(jié)晶奧氏體晶粒生成鐵素體晶粒 部分再結(jié)晶奧氏體晶粒由兩部分組成: 再結(jié)晶晶粒: 特點(diǎn): 未再結(jié)晶晶粒: 特點(diǎn): 存在問題: 鐵素體不均勻,對(duì)強(qiáng)度、韌 性的影響: 解決方法: 多道次軋制,產(chǎn)生形變帶,轉(zhuǎn) 變后也可得到細(xì)小的鐵素體晶粒。 奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變可分成以下類型: IA型: 熱軋后奧氏體發(fā)生再結(jié)晶,轉(zhuǎn)變前粗化,轉(zhuǎn)變時(shí)易 形成魏氏組織鐵素體和珠光體。 IB型: 熱軋后奧氏體發(fā)生再結(jié)晶,轉(zhuǎn)變前晶粒度 6級(jí),鐵 素體晶核在奧氏體晶界上形成,獲得具有等軸鐵素體與珠 光體的均勻組織。再結(jié)晶型的控制軋制。 Ⅱ 型: 熱軋溫度低,熱軋后變形的奧氏體晶粒不發(fā)生再結(jié) 晶,鐵素體在剛軋完后就在變形帶邊界處和晶界處成核, 形成細(xì)小的等軸晶粒。隨后在奧氏體晶內(nèi)也形成多邊形的 鐵素體晶粒和珠光體。 Ⅱ 型轉(zhuǎn)變中不形成魏氏組織和上貝 氏體。未再結(jié)晶型的控制軋制。 鐵素體細(xì)化的程度: Ⅱ 型 IB型 過渡 IA型, Ⅱ 型最細(xì)。 變形條件對(duì)奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變溫度 Ar3的 影響 變形條件對(duì) Ar3溫度的影響 兩種情況: 1)在奧氏體再結(jié)晶區(qū)變形造成奧氏體 晶粒的細(xì)化,影響 Ar3溫度; 2)在奧氏體未再結(jié) 晶區(qū)變形造成變形帶的產(chǎn)生和畸變能的增加,影 響 Ar3溫度。 形變 誘導(dǎo)相變: ( 1)加熱溫度的影響:原始奧氏體晶粒愈粗大, Ar3溫度愈低。 圖 36 初始奧氏體晶粒度 (加熱溫度 )和變形量對(duì) Ar3溫度的影響 (軋制溫度 900?C ) (2) 軋制溫度的影響 圖 37 變形溫度對(duì) Ar3的影響 ( 3) 變形量的影響 高溫變形時(shí): 低溫變形時(shí): 低溫大變形 , 形變誘 導(dǎo)相變的結(jié)果。 圖 38 含鈮 16Mn鋼的道次變形量與 Ar3的關(guān)系 (加熱溫度 1180?C , 20min) Nb鋼在再結(jié)晶溫度以下變形對(duì) C曲線的影響,加熱溫度為 1250 ?C ? 880 ?C, 30%變形; 無變形 ( 4) 冷卻速度的影響 冷卻速度 ?, Ar3? 。有 無變形,規(guī)律相同。 在同樣的冷卻速度下, 變形使 Ar3 ?,其影響是 隨冷卻速度的提高而增 大。 圖 39 冷卻速度對(duì) Ar3的影響 ( 加熱溫度 1200℃ , ?沒有形變?cè)嚇拥南嘧儨囟?) ; 870℃ 軋制形變 30%試樣的相變溫度 貝氏體轉(zhuǎn)變以擴(kuò)散型與共格 型 轉(zhuǎn)變的混合機(jī)制發(fā)展的。 變形使連續(xù)轉(zhuǎn)變時(shí) 的貝氏體轉(zhuǎn)變開始 溫度上升,縮短了孕育期。 轉(zhuǎn)變結(jié)束的溫度曲線向右下方移動(dòng),表明變形使貝氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束階段變慢。 變形使珠光體轉(zhuǎn)變加速, 從而使鋼的淬透性變壞。 變形條件對(duì)奧氏體向珠光體、貝氏體轉(zhuǎn)變的影響 應(yīng)變初期,流變應(yīng)力迅速增加,隨后緩慢增加,最后達(dá)到某一穩(wěn)定值。曲線中沒有峰值應(yīng)力,意味著穩(wěn)態(tài)區(qū)域發(fā)生的是動(dòng)態(tài)回復(fù)而不是動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。在加工硬化區(qū)產(chǎn)生胞狀組織。 在穩(wěn)定區(qū)則產(chǎn)生亞晶粒并相應(yīng)地發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)。 兩相區(qū)控制軋制 鐵素體的變形與再結(jié)晶 鐵素體熱加工中的組織變化 鐵素體為體心立方結(jié)構(gòu),層錯(cuò)能較高,容易進(jìn)行位錯(cuò)的攀移和交滑移過程。因此在熱加工過程中易于發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù),而且動(dòng)態(tài)回復(fù)可以完全和應(yīng)變硬化相平衡,從而使應(yīng)變能難以達(dá)到使鐵素體發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的水平,因而在熱加工過程中一般是不易發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的。 鐵素體熱加工時(shí)的動(dòng)態(tài)軟化方式是: 在變形間隙時(shí)間里鐵素體發(fā)生的組織變化 鐵素體在變形的間隙時(shí)間里也將發(fā)生靜態(tài)回復(fù)和再結(jié)晶軟化過程。產(chǎn)生靜態(tài)再結(jié)晶 :??s( ?s :靜態(tài)再結(jié)晶臨界變形量) 形變量對(duì)鐵素體靜態(tài)再結(jié)晶50%所需時(shí)間的影響 ?st ( ?+?) 兩相區(qū)的變形行為 兩相區(qū)控制軋制的目的: 1)變形 ?體積百分?jǐn)?shù)一定時(shí),性能與變形程度的關(guān)系 圖 32 拉伸強(qiáng)度和沖擊功同( ?+?)區(qū)變形程度的關(guān)系 (a)普碳鋼; (b)含鈮鋼 ?b ?s 脆性轉(zhuǎn)變溫度 圖 33 含鈮鋼微觀組織與( ?+?)區(qū)壓下率的變化關(guān)系
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