鋼的熱處理原理與馬氏體相變強化上-在線瀏覽
2024-09-26 02:08本頁面
【正文】 則稱為本質細晶粒鋼 。 2）奧氏體的晶粒度概念 3）影響奧氏體晶粒長大的因素 加熱溫度 保溫時間 加熱速度 化學成分 加熱溫度 對 A體晶粒度影響最為顯著 ， 隨著溫度升高 ， 晶粒急劇長大；在一定溫度下 ，隨著 保溫時間 延長 ， A晶粒長大 ， 但到一定程度后 ， 延長保溫時間晶粒不再明顯長大 。 如果保溫時間較短 ， 則晶粒來不及長大 。 含碳量的影響： 在一定含量之內 ， 隨著 C含量增加 ， A晶粒長大傾向增大 ， 但當含碳量超過某一限度時 ，A晶粒反而變得細小 。 鋼種加入不生成化合物的元素 ， 如 Si、 Ni、Cu等 ， 對 A晶粒長大的影響不明顯 。 過冷奧氏體的 冷卻方式 等溫冷卻 連續(xù)冷卻 過冷奧氏體 在臨界溫度 A1以下處于不穩(wěn)定狀態(tài)的奧氏體 鋼的過冷奧氏體轉變曲線 1）曲線的建立 1. 過冷奧氏體等溫轉變曲線 鋼的過冷奧氏體轉變曲線 A1： 表示鋼的臨界點 ， 即 A與 P的平衡溫度； Ms： 馬氏體轉變開始溫度； Mf： 馬氏體轉變終了溫度； 兩條 C曲線：左為過冷 A轉變開始線 ， 右為過冷 A轉變終了線 A1線以上為 A穩(wěn)定區(qū) ， Ms~Mf之間為 M轉變區(qū) ， 兩條 C曲線之間的區(qū)域為過冷 A轉變區(qū) ， 在該區(qū)域內過冷 A向珠光體或貝氏體轉變 。 孕育期 —— 在 A1溫度以下，過冷奧氏體轉變開始線與縱坐標之間的水平距離稱為過冷奧氏體在該溫度下的孕育期，其長短表示過冷奧氏體穩(wěn)定性的高低。 2） TTT曲線分析 1. 過冷奧氏體等溫轉變曲線 a． 含碳量的影響 對于亞共析鋼和過共析鋼 ， 過冷奧氏體轉變開始線前多一條先共析相析出線 。 隨著過冷 A中碳含量增加 ， B轉變右移 ， Ms和 Mf降低 。 c． 奧氏體狀態(tài)的影響 A晶粒越細小 ， 則晶界總面積越大 ， 有利于新相形核和原子擴散 ， 使 P轉變線左移 ， 但對 B轉變 不大 。 過冷 A成分越均勻 ， 穩(wěn)定性越高 ， 相變孕育期越長 。 在中等冷卻速度下 ， 在轉變開始線上開始得到 P， 在終止線后珠光體轉變不再進行 ， 剩余 A在 Ms點以下發(fā)生 M轉變 ， 室溫下得到 （ P+M） 組織 。 Vk′—— 表示過冷 A全部得到 P的最大冷卻速度 ， 稱為下臨界冷卻速度 。 粒狀，調制處理或者球化退火 鋼的珠光體轉變 ① 片 狀 珠 光 體 珠光體 —— 片間距約為 450~150nm， 形成于A1~650℃ 范圍內 ， 在光學顯微鏡下可清晰地分辨出鐵素體和滲碳體層片狀組織 。 屈氏體 —— 片間距約為 80~30nm， 形成于600~550℃ 范圍內 ， 在光學顯微鏡下已經很難分辨出鐵素體和滲碳體層片狀組織 。 粒狀珠光體一般是經球化退火或淬火后經中 、 高溫回火得到 。 Fe3C顆粒越細 ， 相界越多 ， 則鋼的強度 、 硬度越高；碳化物越接近于等軸狀 、 分布越均勻 ， 則鋼的韌性越好 。 3） 在硬度相同的情況下 ， 粒狀珠光體比片狀珠光體具有良好的拉伸性能 。 鐵素體和滲碳體都可作為領先相在奧氏體晶界形核 ， 然后通過擴散過程長大 。 3. 珠光體的形成過程 鋼從奧氏體狀態(tài)快速冷卻至 MS點以下 ， 擴散分解受到抑制 ， 直接發(fā)生馬氏體轉變 。 鋼的馬氏體轉變 1. 馬氏體轉變的條件 板條馬氏體是低 、 中碳鋼 、 馬氏體時效鋼 、 不銹鋼等鐵基合金中形成的一種典型馬氏體組織 。 板條之間一般以小角度晶界相間 。 許多相互平行的板條組成一個板條束 ，一個奧氏體晶粒內有幾個板條束 。 2. 馬氏體的組織形態(tài) 1）板條狀馬氏體 片狀馬氏體是在中高碳鋼及其合金中形成的一種典型的馬氏體組織。片狀馬氏體的最大尺寸取決于原奧氏體晶粒大小。 由于馬氏體高速形成時相互撞擊，使得片狀馬氏體中有很多顯微裂紋，所以增加了鋼的脆性。 2）溫度： ＞ 200℃ 時，為板條馬氏體； ＜ 200℃ 時，為片狀馬氏體。 c/a稱為正方度，含碳量越大則正方度越大。馬氏體硬度隨含碳量增加而升高，但在 %C時達到最大值，隨后由于殘余奧氏體的增加，硬度反而降低。 馬氏體為碳在 ?Fe中的過飽和固溶體； 2. 相變強化 。 馬氏體形成以后 ， 由于一般鋼的 Ms點都在室溫以上 ，因此淬火過程中及在室溫停留時 ， 或在外力作用下 ， 都會發(fā)生自發(fā)回火 ， 即碳原子和合金元素原子向位錯及其他晶體缺陷處擴散偏聚 ， 或碳化物彌散析出 ， 釘扎位錯 ， 造成強化 。 原奧氏體晶粒大小及板條馬氏體束大小的影響 。 5. 馬氏體的性能 鋼的馬氏體轉變 1）馬氏體轉變條件 ? 過冷奧氏體的冷卻速度必須大于上臨界冷卻速度 Vk。 2）馬氏體轉變?yōu)闊o擴散型相變 馬氏體轉變過程中 Fe的晶格由面心立方向體心立方變化是通過切變方式完成的，轉變速度極快，切變過程中 M與 A保持共格 3）馬氏體轉變?yōu)榻禍剞D變 馬氏體轉變是在溫度范圍內進行，轉變量需要通過不斷地降溫來增加。 6. 馬氏體轉變的特點 鋼的馬氏體轉變 貝氏體轉變是介于珠光體和馬氏體轉變之間的一種轉變 ， 又稱中溫轉變 。 轉變產物為貝氏體 （ B） 是 含碳過飽和的鐵素體和碳化物的機械混合物 。 2） 下貝氏體 對于中高碳鋼 ， 下貝氏體形成于 350℃ Ms點之間 ， 典型的下貝氏體由含碳過飽和的片狀鐵素體和其內部沉淀的碳化物組成的機械混合物 。 2. 貝氏體的組織形態(tài) 鋼的貝氏體轉變 1） 上貝氏體形成溫度較高 ， 其中鐵素體粗大 ， 塑性抗力低 ，上貝氏體中的 Fe3C分布在鐵素體條之間 ， 易于引起脆斷 。 2） 下貝氏體中鐵素體細小 ， 分布均勻 ， 在鐵素體內又析出細小彌散的化合物 ， 加之鐵素體內含有過飽和碳和高密度位錯 ， 所以下貝氏體不但強度高 ， 而且韌性也好 。
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