鋼的熱處理原理與馬氏體相變強化上-文庫吧資料
2024-08-29 02:08本頁面
【正文】 形成元素的合金鋼中 ， 在 500℃ 回火時滲碳體溶解 ， 形成細(xì)小 、 彌散分布的合金碳化物 。 鋼的回火轉(zhuǎn)變及時效 1） 馬氏體中碳的偏聚 2 回 火 轉(zhuǎn)變 過程及組織 2） 馬氏體分解 3） 殘余奧氏體 （ Ar） 轉(zhuǎn)變 4） 碳化物轉(zhuǎn)變 5） 滲碳體聚集長大及 ?相回復(fù) 、 再結(jié)晶 ） 滲碳體聚集長大及 相回復(fù) 、 再結(jié)晶當(dāng)回火溫度升高到 400℃ 以上時 ， 在馬氏體中發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶過程 ， 生成新的等軸晶粒 ， 同時滲碳體一定程度粗化 。 鋼的回火轉(zhuǎn)變及時效 1） 馬氏體中碳的偏聚 2 回 火 轉(zhuǎn)變 過程及組織 2） 馬氏體分解 3） 殘余奧氏體 （ Ar） 轉(zhuǎn)變 4） 碳化物轉(zhuǎn)變 5） 滲碳體聚集長大及 ?相回復(fù) 、 再結(jié)晶 ） 殘余奧氏體 （ ） 轉(zhuǎn)變 在 200350℃ 溫度區(qū)間回火時 ， 淬火鋼中的殘余奧氏體將發(fā)生分解 ， 形成 ?相和碳化物的機械混合物 ， 稱回火馬氏體或下貝氏體 。 鋼的組織由有一定過飽和的固溶體和與其保持共格關(guān)系的 ?碳化物組成 ， 這種組織稱為回火馬氏體 （ M39。 鋼的回火轉(zhuǎn)變及時效 1. 基本概念 1） 馬氏體中碳的偏聚 2 回 火 轉(zhuǎn)變 過程及組織 2） 馬氏體分解 3） 殘余奧氏體 （ Ar） 轉(zhuǎn)變 4） 碳化物轉(zhuǎn)變 5） 滲碳體聚集長大及 ?相回復(fù) 、 再結(jié)晶 ） 馬氏體中碳的偏聚在 20100℃ 范圍回火 ， 引起 C、 N等間隙原子向缺陷處偏聚 ， 導(dǎo)致馬氏體中碳濃度降低 ， 正方度也下降 。 3. 貝氏體的力學(xué)性能 鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變 回 火 淬火后鋼的組織由馬氏體 （ M） 和殘余奧氏體 （ Ar） 組成 ， 是不穩(wěn)定組織 ， 有自發(fā)向鐵素體和滲碳體平衡組織轉(zhuǎn)變的傾向 將淬火鋼加熱到低于的某一溫度 ， 保溫一定時間 ， 使淬火組織轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的回火組織 ， 然后以適當(dāng)方式冷卻到室溫的熱處理工藝 。因此 ， 上貝氏體強度和韌性均較低 。 在光學(xué)顯微鏡下呈黑色針狀或竹葉狀 。 鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變 1. 貝氏體轉(zhuǎn)變條件 ?溫度范圍： 550～ 230℃ （ Ms） ?轉(zhuǎn)變特征：半擴散型轉(zhuǎn)變 ?轉(zhuǎn)變過程：分步進行 ε 1. 貝氏體轉(zhuǎn)變條件 C從 F中析出 切變 A(fcc) F(bcc) 550～ 350℃ 上貝氏體 B上 350～ 230℃ 下貝氏體 B下 1） 上貝氏體 中高碳鋼大約在 550350℃ 之間形成上貝氏體 ， 特點是鐵素體呈大致平行的條束狀 ， 自奧氏體晶界一側(cè)或兩側(cè)向 A晶界內(nèi)伸展 ， 滲碳體分布于鐵素體條之間 ， 在光學(xué)顯微鏡下觀察呈羽毛狀 。 其轉(zhuǎn)變特點具有珠光體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變的某些共同特征 ， 如 ?相形成的無擴散性及碳化物析出的擴散性 。因為多數(shù)鋼的點在室溫以下，因此，鋼快冷到室溫時仍有部分未轉(zhuǎn)變的奧氏體稱為殘余奧氏體記為 Ar。 ? 奧氏體必須深度過冷（溫度低于 Ms點） 。 2） 馬氏體的塑性和韌性 片狀馬氏體具有高強度 、 高硬度 ， 但韌性很差 ， 是硬脆相；板條馬氏體除具有高強度 、 高硬度外 ， 還具有相當(dāng)?shù)乃苄院晚g性 。 4. 晶界強化 。 馬氏體轉(zhuǎn)變時 ， 在晶體內(nèi)造成晶格缺陷密度很高的亞結(jié)構(gòu) ， 如板條馬氏體中的高密度位錯 ， 片狀馬氏體中的孿晶 ， 它們阻礙位錯運動 ， 造成強化； 3. 時效強化 。 馬氏體高硬度 、 高強度的原因： 1. 固溶強化 。 3. 馬氏體的晶體結(jié)構(gòu) 鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變 1）馬氏體的硬度和強度 高硬度和高強度是馬氏體的顯著特點。 3. 影響馬氏體形態(tài)的因素 鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變 ?Fe為體心立方結(jié)構(gòu)，由于碳的過飽和，使 c軸伸長， a軸縮短，發(fā)生正方畸變，因此馬氏體具有體心正方結(jié)構(gòu)。 2. 馬氏體的組織形態(tài) 2）片狀馬氏體 2. 馬氏體的組織形態(tài) 板條馬氏體 片狀馬氏體 1）成分： 隨著鋼中含碳量增加，板條馬氏體數(shù)量降低，片狀馬氏體數(shù)量增加。 片狀馬氏體內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶，其中脊背就是高密度的微細(xì)孿晶區(qū)。 片狀馬氏體的空間形態(tài)呈雙凸透鏡狀，由于與試樣磨面相截，在光學(xué)顯微鏡下呈針狀或竹葉狀，故又稱針狀馬氏體。 板條馬氏體的亞結(jié)構(gòu)為高密度位錯 ， 所以又稱位錯馬氏體 。 相鄰的板條之間往往存在厚度約為 10~20nm的薄殼狀殘余奧氏體 。 板條馬氏體組織由許多成群的 、 相互平行排列的板條所組成 ， 每個板條為一個單晶 ， 尺寸約為 。 這種轉(zhuǎn)變屬于低溫轉(zhuǎn)變 ， 轉(zhuǎn)變產(chǎn)物馬氏體 （ M） 為 碳在 ?Fe中的過飽和間隙式固溶體 ， 具有很高的強度和硬度 。 3. 珠光體的形成過程 2） 顆粒狀珠光體 對于過冷奧氏體直接分解形成的粒狀珠光體 ， 是由于 A轉(zhuǎn)變時溫度低 ， A有部分未溶解的滲碳體 ， 在保溫過程中這部分滲碳體球化 ， 在隨后冷卻過程中作為顆粒狀珠光體的晶核 ， 滲碳體依附于他們生長 ， 從而形成顆粒狀珠光體 。 鋼的珠光體轉(zhuǎn)變 ② 顆 粒 狀 珠 光 體 1） 片狀珠光體 珠光體轉(zhuǎn)變是擴散型相變 ， 包括形核和晶核長大兩個基本過程 。 2） 在成分相同的條件下 ， 粒狀珠光體比片狀珠光體硬度稍低 ， 但塑性較好 。 鋼的珠光體轉(zhuǎn)變 顆粒狀珠光體的力學(xué)性能： 1） 粒狀珠光體的力學(xué)性能主要取決于滲碳體顆粒的大小 、 形態(tài)和分布 。 鋼的珠光體轉(zhuǎn)變 珠光體團直徑及片間距對共析鋼強度的影響 片狀珠光體性能 珠光體團直徑及片間距對共析鋼塑性的影響 共析鋼強度和韌性隨形成溫度的變化關(guān)系 ② 顆 粒 狀 珠 光 體 顆粒狀珠光
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