材料的結(jié)構(gòu)組織與性能4-在線瀏覽
2025-02-07 10:33本頁面
【正文】 ， 控制和改進加熱規(guī)范以改變鋼在高溫下的組織狀態(tài) ， 對于充分挖掘鋼材性能潛力 、 保證熱處理產(chǎn)品質(zhì)量有重要意義 。 這種相變可用下式表示： 奧氏體的形成過程就是鐵晶格的改組和鐵、碳原子的擴散過程。 因此 ，研究不同冷卻條件下鋼中奧氏體組織的相變規(guī)律 ， 對于正確制定鋼的熱處理冷卻工藝 、 獲得預(yù)期的性能具有重要的實際意義 。在連續(xù)冷卻過程中完成的組織相變，稱為連續(xù)冷卻相變；二是 恒溫冷卻 ，即將鋼件迅速冷到臨界點以下某一溫度，恒溫保持一定時間后再冷至室溫 。 溫度 時間 連續(xù)冷卻 恒溫冷卻 過冷奧氏體的恒溫轉(zhuǎn)變曲線 奧氏體在臨界點以上為穩(wěn)定相 ， 臨界點以下為不穩(wěn)定相 。 描述過冷奧氏體 恒溫冷卻 時的 溫度 時間 相變曲線 稱為 恒溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線 （timetemperaturetransformation curve） ， 簡稱TTT曲線 。當(dāng)奧氏體過冷到 A1~560℃ 之間的某一溫度保溫時，首先在奧氏體晶界處形成片狀滲碳體核心（近年研究表明，也可以形成鐵素體核心），滲碳體的長大使周圍奧氏體貧碳，為鐵素體的形核創(chuàng)造了條件， α結(jié)晶核便在Fe3C兩側(cè)形成，這樣就形成了一個珠光體結(jié)晶核。隨著 Fe3C的長大，又產(chǎn)生新的 α片，如此反復(fù)進行，便形成了 α與 Fe3C片層相間的珠光體群落（ pealite colony）。 珠光體形成示意圖 恒溫溫度越低，轉(zhuǎn)變速度越快，珠光體片層越細(xì)。它們并無本質(zhì)區(qū)別，也沒有嚴(yán)格界限，只是形態(tài)上不同。顯然，珠光體片層越細(xì)，其強度、硬度越高，同時延展性、韌性也有所增加。 T10鋼， 1050℃ 加熱， 710℃ 等溫 60分鐘，本視場 全部為珠光體 ， x1400。 T8鋼， 710℃ 等溫 2小時。 T10鋼 ， 1000℃ 加熱后空冷 。 x550 GCr15鋼 ， 1050℃ 加熱 ， 660℃ — 655℃ 等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 ——索氏休及少量二次滲碳體網(wǎng) 。如果拋光精細(xì)、腐蝕適當(dāng)，則可見它們往往呈菊花狀，在“一朵花”內(nèi)，由幾個各呈展開角不等的、色彩深淺不同的區(qū)域所組成，可知它們屬于不同的集團。 x1320 5CrMnMo鋼。熱處理： 1000℃ 加熱， 570℃ 等溫 40分鐘、 再次展示針葉狀屈氏體的形貌與精細(xì)組織 。 x5000。 但在復(fù)型電鏡下 ， 可以清楚地看到針葉狀屈氏體的成長前沿滲碳體是領(lǐng)先相 ， 它們常呈條狀或點粒狀 ， 并且往往其兩側(cè)沒有鐵素體析出 ，亦即鐵素體的析出將遠滯后于滲碳體的沉淀 (2) 中溫轉(zhuǎn)變區(qū)－－過冷奧氏體向貝氏體組織的轉(zhuǎn)變 貝氏體相變化也是形核和長大過程 ， 但和上述珠光體相變化不同 。 (a)上貝氏體 (b)下貝氏體 圖 貝氏體形成示意圖 貝氏體 是由過飽和鐵素體和滲碳體組成的混合物 。 在 560~350℃ 范圍內(nèi) ， 貝氏體呈羽毛狀 ， 它是由許多互相平行的過飽和鐵素體片和分布在片間的斷續(xù)細(xì)小的滲碳體組成的混合物 ， 稱之為 “ 上貝氏體 ” ， 用 B上 表示 。 在 350℃ ~Ms范圍內(nèi) ， 貝氏體呈針葉狀 ，它是由針葉狀的過飽和鐵素體和分布在其中的極細(xì)小的滲碳體粒子組成的混合物 ， 稱之為 “ 下貝氏體 ” ， 用 B下 表示 。 因此 ， 實際工程應(yīng)用中有時對中碳合金鋼和高碳合金鋼采用恒溫淬火方法獲得下貝氏體以提高鋼的強度 、 硬度 ， 同時可以保持一定的延展性和韌性 。 1070℃ 加熱 ,350℃ 等溫 1分鐘后水冷 ， 上貝氏體 （ 羽毛狀貝氏體 ） 。 20CrMoVNbTi鋼，化學(xué)成份： ％ C, ％ Si． ％ Mn, ％ Cr, ％ Mo, ％ Ti, ％ B, ％ Nb, 1080℃ 加熱， 300℃ 等溫 15分鐘后水冷，羽毛狀貝氏體。 x550 灰鑄鐵 ， HT200。 Si2． 05％ ， Mn0． 84％ ，P0． 06％ ， S0． 08％ 。 片狀石墨 、下貝氏體及 M一 A區(qū) 。 (3) 低溫轉(zhuǎn)變區(qū)－－過冷奧氏體向馬氏體組織的轉(zhuǎn)變 馬氏體相變是在 Ms~Mf溫度范圍內(nèi)進行的 ， 也是一個形核和長大過程 ，但它的孕育期短到很難測出 。 馬氏體的形成過程如下圖所示 。 大量碳原子的過飽和造成原子排列發(fā)生畸變 ， 產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力 ， 因此馬氏體具有高的硬度和強度 。 另外，由于發(fā)生馬氏體相變時伴有體積膨脹，馬氏體相變結(jié)束時總有少量奧氏體被保留下來，這部分奧氏體稱為殘余奧氏體，用 γ’或 A’表示。 ?針狀馬氏體針葉之間往往呈 60或 120度，下貝氏體無一定度數(shù) 。 ?低碳馬氏體硬度較高碳馬氏體低 ,但強度較高具有一定的韌性。 軸頸要求耐磨，只需表面硬 不同的服役條件下工作，工件截面受力亦不同，故組織也應(yīng)不同。 注 : 不同的鋼具有不同形狀的C曲線 (a) 亞共析鋼 (b)共析鋼 (c) 過共析鋼 亞共析鋼、共析鋼及過共析鋼的 C曲綫比較 回 火 回火是將 淬火鋼 重新加熱至 A1點以下某一溫度 ， 保溫一定時間后 ， 以適當(dāng)?shù)姆绞嚼鋮s至室溫的熱處理工藝 回火的目的 穩(wěn)定組織：回火是緊接淬火的一道工藝
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