淬火是奥氏体和转变为马氏体的热处理工艺(第五章 马氏体转变)
很多人不知道淬火是奥氏体和转变为马氏体的热处理工艺的知识,小编对第五章 马氏体转变进行分享,希望能对你有所帮助!
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淬火是奥氏体和转变为马氏体的热处理工艺
淬火的概念:淬火是指将钢加热到临界温度以上,保温后以大于临界冷却速度的速度冷却,使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。
2.赋予工件以需要的综合机械性能,例如中碳钢的调质。
要理解淬火的机理,需要了解淬火工艺涉及的金属结构变化。
钢的热处理工艺包含三个独立的步骤,奥氏体化、淬火、回火,不同的步骤对应了不同的晶体结构。
在体心立方结构中,铁原子的间隙太小,碳原子无法溶入;当在临界温度以上,铁原子的间隙变大,不溶于体心立方结构的碳元素开始溶于面心立方结构。
然而,如果钢被快速冷却,溶解的碳元素来不及析出而被留在奥氏体中,并被转化为亚稳态的体心立方结构,这时该晶体结构成为马氏体,此快速冷却的过程叫做淬火。
此时,亚稳态的马氏体晶格极度扭曲,虽然硬度高,但非常脆。
通过回火,晶体可以在损失少量硬度的条件下恢复一定的韧性。
通过上述3个步骤,我们可以理解,淬火实际控制的是晶体冷却速度,其决定了钢材的硬度和韧性,最终影响成品的质量。
第五章 马氏体转变
1、第五章,马氏体转变,热处理的定义:热处理是将材料通过特定的加热和冷却方法获得所需的组织和性能的工艺过程,时间,温度,临界温度,热加,保温,冷却,奥氏体化,珠光体转变,贝氏体转变,马氏体化,马氏体的定义,1)马氏体是碳溶于-Fe中的过饱和间隙式固溶体;(2)马氏体是在冷却过程中所发生的基本特征属于马氏体型转变的转变产物。
获得马氏体是使钢强韧化的先决条件,早在战国时代人们已经知道可以用淬火(即将钢加热到高温后淬入水或油中急冷)的方法可以提高钢的硬度,经过淬火的钢制宝剑可以“削铁如泥”。
十九世纪未期,人们才知道钢在“加热和冷却”过程中内部相组成发生了变化,从而引起了钢的性能的变化。
3、(2)马氏体转变不完全性由于多数钢的Mf在室温以下,因此钢快冷到室温时仍有部分未转变奥氏体存在,称为残余奥氏体,记为Ar、rA或AR。
有残余奥氏体存在的现象,称为马氏体转变不完全性。
要使残余奥氏体继续转变为马氏体,可采用冷处理,马氏体转变量是在MsMf温度范围内,马氏体的转变量是温度的函数,与等温时间没有关系,马氏体转变量与温度的关系,爆发式转变时马氏体转变量与温度的关系过冷奥氏体向马氏体转变是在零下某一温度突然发生并在一次爆发中形成一定数量的马氏体,伴有响声并放出大量潜热,马氏体等温转变动力学曲线Fe-23%Ni-3.7%Mn合金中马氏体等温转变。
5、变平面可以是相界面,也可以不是相界面,预先在磨光表面上划一直线划痕,相变后直线变为折线,直线在新相、母相的界面不折断,在新相晶内不弯曲。
而且,在上述相变时,相界面宏观上不转动,也不变形,所以相界面称为不变平面。
当相界面为不变平面时,界面上原子既属于新相,又属于母相,这种界面称为共格界面。
不变平面也可以不是相界面,不变平面就为中脊面,三、马氏体转变的无扩散性实验测定出母相与新相成分一致;马氏体形成速度极快,一片马氏体在510-5510-7秒内生成;碳原子在马氏体和奥氏体中的相对于铁原子保持不。
MA的逆转变也是在一定的温度范围内(As-Af)进行。
形状记忆合金的热弹性马氏体就是利用了这个特点,二、马氏体转变的晶体学,1.马氏体的晶体结构(1)钢中马氏体的本质:马氏体是碳溶于-Fe中的过饱和间隙式固溶体,记为M或。
其中的碳择优分布在c轴方向上的八面体间隙位置。
这使得c轴伸长,a轴缩短,晶体结构为体心正方。
其轴比c/a称为正方度,马氏体含碳量愈高,正方度愈大,2)、马氏体的晶体结构类型马氏体的晶体结构类型有两种:体心立方结构(WC0.2,a)C原子在马氏体的晶胞中可能存在的位置;(b)C原子在马氏体的晶胞中一组扁八面体间隙位置可能存。
9、只有12种不同的空间取向,KS关系与西山关系的关系,西山关系与K-S关系相比,晶面关系相同,晶向关系相差516,3)GT关系1994年,Grenigen与Troiano在Fe-Ni-C合金中发现,马氏体与奥氏体的位向接近K-S关系,但略有偏差,其中晶面差1度,晶向差2度,称为G-T关系。
110111差1差2,三、马氏体的组织形态(一)马氏体的形态1、板条状马氏体低碳钢中的马氏体组织是由许多成群的、相互平行排列的板条所组成,故称为板条马氏体。
板条马氏体的亚结构主要为高密度的位错,故又称为位错马氏体。
板条马氏体是低、中碳钢,马氏体时效钢,不锈钢等铁系合金中形成的一种典型的马。
11、板条群的尺寸,同色调区是由位向相同的马氏体板条组成的,称为同位向束。
同位向束内马氏体板条是以小角度晶界相间的,而同位向束之间则是以大角度晶界相间的,3)亚结构亚结构主要是高密度的位错缠结构成的位错胞,位错密度可高达0.30.91012/cm2,板条边缘有少量孪晶。
从亚结构对材料性能而言,孪晶不起主要作用,2、片状马氏体形成片状马氏体的钢和合金:出现于中、高碳钢中、高Ni的Fe-Ni合金中,WC1.0%片状马氏体的形成温度:MS(WC1.01.4%)MS100(WC1.42.0,1)显微组织典型的马氏体组织形态见下图所示,马氏体片大小不一,马氏体片间不平行,互成一定夹角。
马氏体相变和碳的扩散
本文用带有石墨单色器的高精度x射线衍射仪(C_u一K_a辐射)研究了马氏体相变.用(311)_A和(211)_M线条测定残余奥氏体,用(002)_M〔(20。
本文用带有石墨单色器的高精度x射线衍射仪(Cuk_2辐射)研究了马氏体相变。
用(311)_A和(211)_M线条测定残余奥氏体,用(002)_M[(200)..。
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