第五章马氏体转变分解.pptx(什么是1.4542马氏体和沉淀硬化钢)
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第五章马氏体转变分解.pptx
高的强韧性、硬脆不是M的唯一特性低碳马氏体。
3.影响残余A量的因素及控制方法;重点：。
;5-1马氏体相变的主要特征;c/a-正方度或轴比取决于含碳量：cc/a。
2.马氏体的反常正方度M正方度与碳含量的关系不符合上式。
T回升至室温无序转变c/a;二、马氏体转变的特点。
①与M相交的表面，一边凹陷，一边突起，牵动相邻A也呈倾突现象；。
说明：①马氏体转变以切变的方式实现；②M和A的界面为共格界面。
当M长大到一定尺寸，使界面上A中弹性应力超过其弹性极限两相间的共格。
实验依据：①马氏体转变前后，碳浓度无变化；。
②西山关系：{011}’{111}；’差516’12种取向。
仅适合{259}马氏体，有局限性;2）惯习面。
一般观察不到M加热时在温度尚未到达As点的过程中发生分解（回火）。
③有色金属M的亚结构为孪晶或层错;5-2马氏体相变热力学;相变热力学表达式：G－G’+GS+GE+GP。
M转变的驱动力主要是为了克服相变时的切变和形变（塑性+弹性）的阻力。
度，使相变阻力增大；②为相变提供能量，使相变驱动力增大。
奥氏体和马氏体两相自由能差达到相变所需的最小化学驱动力值时的温。
什么是1.4542马氏体和沉淀硬化钢
EN10250-4:2000一般工程用途的开放式钢模锻件。
X5CrNiCuNb16-4钢的力学性能(1.4542)。
[RP0.20.2%屈服强度(MPa)(+P930)t720。
异种钢熔合区马氏体相变过程及组织
摘要高温金相显微镜观察发现，珠光体钢(ZG20SiMn)与奥氏体焊材(A307、A457)熔合区确实存在马氏体相变，且在约400℃至室温均有相变产生。
经透射电镜观察，熔合区马氏体为低碳板条马氏体，亚结构主要是位错，有少量孪晶亚结构。
熔合区碳化物主要产生于焊后热处理过程中，其类型主要为M23C6，也有部分M7C3。
碳化物主要在马氏体上以及马氏体或铁素体和奥氏体界面析出。
马氏体带、碳化物带宽度主要受Ni含量的控制，提高Ni含量使它们变窄，熔合区韧性提高。
MartensiticTransformationandMicrostructure。
WangYucheng,YuJie,LiYan。
LiWeidong,WangJianguang。
AbstractTheobservationwithelevatedtemperaturemicroscopeindicatedthatthemartensitetransformationreallyexistsinthefusionzoneofpearliticbasemetal(ZG20SiMn)andausteniticweldingconsumables(A307、A457),andthetransformationcouldoccurfrom400℃tonearroomtemperature.TEManalysisshowedthatmartensiteinthefusionzoneisbandtypewithlowcarbon,anditssubstructuresaredislocationandalittletwinning.TheinthefusionzonearemainlyresultedfromPWHT,typicallyM23C6andsomeM7C3precipitatedonthemartensiteandbandariesbetweenausteniteandmartensite.TheresultsshowedthatthemartensiteandcarbidesregionismainlycontrolledbytheNicontentofweldingconsumables.TheincreasingofNicontentmakestheregionnarrowandgetshighercharpytoughnessinfusionzone。
异种钢焊接广泛用于电力、石化等各个工业领域。
珠光体钢与不锈钢焊接，一般采用奥氏体焊接材料［1］。
珠光体钢与奥氏体焊接材料的熔合区是成分组织不均匀，硬度较高且宽度很窄的区域。
在金相显微镜下观察分析，一般认为熔合区硬度较高的低塑性窄带为马氏体组织［2］。
因较难对其进行微观组织结构分析，有关熔合区微观组织结构、形态的研究报导不多。
熔合区是异种钢接头的关键部位，有必要对其相变特点、组织特征以及合金元素的影响进行深入研究。
为此，本文针对异种钢水轮机转轮用母材ZG20SiMn和焊材（两种堆焊过渡层焊条），对熔合区相变过程、微观组织形态特征进行了试验研究。
试验所采用的母材为铸钢ZG20SiMn,焊接材料为4.0mmA307(相当于AWSE309)和A457(自行研制)焊条。
两种焊材合金体系的主要区别是Ni、Mn含量不同，其化学成分见表1。
Table1Compositionsofexperimentalmaterials(%)。
高温金相试验是利用高温金相显微镜，参考焊接热循环，将试样加热至1100℃保温，然后冷却（冷却速度相当于t8/5为12s）。
通过显微镜或电视屏幕观察冷却过程中由于相变产生的浮凸形态及特征，试验过程有录象记载。
高温金相试样尺寸为鐖7.5mm0.5mm。
试板为K型坡口，用试验焊条先在直边坡口上堆焊两层，再用其它焊条焊接。
COD试验采用线切割方法切割缺口，以尽量确保缺口位置在熔合区。
考虑到熔合区的组织不均匀性以及线切割缺口位置的准确性，试验中用多试样测定COD值。
为保证冲击试验缺口尽量开在熔合区前沿，先将加工好的试件进行腐蚀，从中选择熔合线相对较平直的试件，划线后加工缺口。
(a)A307bandtypemartensiteinfusionzone21000。
(c)A457bandtypemartensiteinfusionzone13000。
Fig.2Bandtypemartensiteinfusionzone。
(a)A307carbidesinfusionzone。
熔合线两侧浓度梯度较大，在焊后热处理过程中，将发生碳迁移及合金元素（主要是Cr）扩散。
其结果主要是在熔合区堆焊金属侧形成增碳带（碳化物带），而在母材侧形成脱碳带。
碳化物在/界面的形核功小于/界面形核功，因而易于在/界面形核［1］。
熔合区的各种缺陷较多，缺陷可能会促进碳化物沉淀［3］。
熔合区马氏体带在回火时要析出碳化物，熔合区的特定条件有利于这些碳化物质点继续长大。
比较两种焊材的熔合区，Ni含量较低的A307熔合区焊态马氏体带较宽，回火后碳化物带也较宽。
说明Ni含量不仅控制熔合区焊态马氏体带宽度，而且影响回火后碳化物带的宽度。
Ni既是奥氏体形成元素，也是非碳化物形成元素，具有稳定奥氏体和抑制碳迁移的作用。
珠光体钢与奥氏体焊材的熔合区成分、组织不均匀，各种微观缺陷较多，通常认为是接头的薄弱环节。
本试验所用两种焊材的熔合区冲击韧性及COD等试验结果见表2。
数据表明A307熔合区冲击韧性明显低于A457。
焊态下两种焊材熔合区组织的主要区别在于马氏体带宽度不同。
A457熔合区冲击韧性明显高于A307，最高显微硬度和维氏硬度（载荷为49N）也有一定差别。
Table2Toughnessandinfusionzone。
CODi:Averagevaluefromfourtestingpoint。
(1)熔合区存在马氏体相变，且相变的温度区间较宽（约400℃至室温左右）。
马氏体带宽度、马氏体转变量主要与焊材Ni、Cr等合金元素含量有关。
马氏体的类型是低碳板条马氏体，亚结构是位错。
但在熔合区（A307焊条）板条马氏体中也发现部分孪晶亚结构。
(3)熔合区焊态的韧性主要取决于马氏体带的宽度，熔合区回火后的韧性主要取决于碳化物带的宽度。
马氏体带、碳化物带宽度主要受熔合区Ni含量控制。
因此，熔合区Ni含量是决定熔合区韧性的主要合金元素。
1何康生等编著．异种金属焊接．北京：机械工业出版社，1986．。
3徐颖等．不锈钢堆焊层剥离断裂的金属学本质．焊接学报，1996，17（1）：19～24。
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