马氏体相变-教学课件.ppt(原创15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢)
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马氏体相变-教学课件.ppt
简单切变的情况如图所示，圆球的上半部分发生均匀的简单切变，切变面为K1，切变方向为d，切变角度为简单切变经过这种简单切变后，切变面不转动也无畸变，但是AK2B转到了AK2’处，发生了转动。
上述分析中虽然得到了不畸变平面，但它相对于原始位置已经发生了旋转，因此，必须通过一个刚性转动使得不畸变面回到原来的位置，才能得到一个既不畸变又不转动的惯习面。
刚性转动由于马氏体片在奥氏体这种弹性介质中产生，不能转动，通过位错滑移和孪生限制了转动，即进行了所谓的刚性转动。
获得点阵不变的切变和刚性转动的两种途径：1）点阵应变和滑移一起发生，因其经内部滑移，马氏体是非均匀的2）在马氏体毗邻区域内点阵应变沿着不同的，但晶体学等价的主应变轴发生，使得毗邻区域以孪晶面适配马氏体形成时滑移和孪生切变示意图:刚性转动由于马氏体片在奥氏体这种弹性介质中产生，不能转动，通过位错滑移和孪生限制了转动，即进行了所谓的刚性转动。
根据位向关系设计切变机制不妥：马氏体相变切变机制的评价自20世纪30年代起，学者们发现了一些位向关系并设计了一系列的切变模型，但难以解释大量的实验现象。
在马氏体、贝氏体、珠光体、魏氏体组织中均存在K-S关系，但是相变却具有完全不同的相变机制，原子的移动方式各不相同。
原因：位向关系只反映母相和新相的点阵关系，这种晶体学对应关系通常是宏观的，它不反映两相界面上真实结构和演化过程，也不能反映原子的迁移方式。
仅依据K-S位向关系不能完全反映相变的微观机制和原子实际移动过程，必导致切变机制与实际相变过程脱节。
马氏体相变切变机制的评价共析分解是铁素体、渗碳体共享台阶，界面扩散完成扩散型相变马氏体是所有原子均不能扩散的集体协同位移相变过程贝氏体相变是只有碳原子长程扩散，铁原子和替换原子非协同热激活跃迁的界面控制过程的相变马氏体相变切变机制并非成熟的理论马氏体相变切变机制的评价马氏体相变的切变机制的缺点：1）马氏体相变的切变机制需要的切变能量大，受到的相变阻力太大。
2）所有的晶体学切变模型均与马氏体惯习面不符，与马氏体的高密度缠结位错、精细孪晶、层错等亚结构不符，不能解释组织形貌变化规律。
3）切变机制缺乏试验证据4）表象学“W-L-R理论”和“B-M理论”的矩阵式FRBS计算模型与实际不符SouthwestPetroleumUniversity汇报人：张海川2018.4.8马氏体相变机制马氏体相变机制主要内容马氏体形核马氏体相变切变机制的评价马氏体切变长大的晶体学经典模型马氏体相变的唯象学说马氏体形核马氏体的形核学说和模型马氏体形核的实验观察马氏体形核学说和模型自20世纪40年代起，马氏体相变形核的研究已有80年，从均匀形核到非均匀形核的近代模型，尚未形成于实际相符的理论体系马氏体形核学说和模型1949年，Cohen首先设想马氏体在位错处形核，并于1956年提出K-D位错圈形核模型；1958年，由位错圈的能量出发，发展为K-C模型；1972年，进一步精炼为R-C模型。
这些模型假定在母相中预先存在核胚，由位错组成。
20世纪50年代提出层错形核和极轴机制，60年代提出应变核胚模型，20世纪60-70年代还提出软模、局部软模、激活缺陷分布的非均匀形核模型，核心在于在不大的驱动力下呈现非均匀形核马氏体形核学说和模型假说的逻辑完备性逻辑简单性解释和预见能力理论检验实践检验实践检验分为直接检验和间接检验AboutElectricity假想马氏体核胚预先存在母相中，为扁球状，它与母相的交界面是位错圈，即一系列位错圈围绕而成的扁球状核胚。
以{225}作为脊面的扁平状位错胞（2r,2c）法向的两侧面规则的分布弗兰克位错，每6个原子间距排列一条。
位错圈主要是由螺型位错组成，在周边形成刃位错，即K-D模型位错圈相界面模型位错圈相界面模型在K-D模型的基础上发展了K-C模型，其物理结构为：设在(225)面上存在一个大的位错圈，位错圈内即为马氏体核胚。
K-D模型和K-C模型都认为该核胚直径有数十纳米，其周围是位错列该模型认为在母相高应变场中可以形成马氏体核胚。
在母相的应变场中形成马氏体核胚时，核胚的长大使缺陷的弹性自由焓△GD下降，因此形核过程使体系总的自由焓△GT下降。
位错应力场与马氏体应变场在一定条件下可能产生有利的交互作用，是bain应变的一个分量被中和，从而减少形核总能量。
位错应变能促进马氏体形核学说的特点：将形核过程中非均匀切变的晶体学特征和Bain应变及形核的总应变能三者结合在一起，它说明马氏体形核可以再任意位错的应变场中出现。
原创15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢
原标题：15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢。
15-5PH是马氏体沉淀硬化不锈钢，具有高强度，高硬度和优异的耐腐蚀性能，横向韧度和延展性非常好，具有很高的可锻性。
15-5PH的加工性能和其他沉淀硬化不锈钢相似，低温热处理可一步到位实现时效硬化。
该材料用于对横向强度和韧度要求很高的零件，例如阀门零件，接头，紧固件，轴，齿轮，化学处理设备，造纸厂设备，飞机零部件和核反应堆零件。
15-5PH的耐腐蚀性能和304不锈钢相似。
用551C或更高的温度硬化处理后，材料能够很好地抵抗应力腐蚀开裂。
H10757.810.2820lb/in3。
32-212F，状态A：0.1100Btu/lb/F。
15-5PH在高温环境中的模量值可用室温值的百分比来表示，例如。
在1038C+/-14C加热1/2小时，冷却至32C，使材料完全转换至马氏体。
横截面小于76mm的材料可以油淬，大于76mm的材料需要迅速空冷。
15-5PH可做锻造，端头透热锻和热镦锻。
热加工过的材料需要先做固溶处理，然后再做硬化处理，这样硬化的效果才好。
15-5PH的固溶态和各种时效硬化状态的材料都可机加。
固溶态材料机加性能和302及304不锈钢相似。
如果预计焊接应力很高，可用H1150做焊接。
马氏体不锈钢是一类可硬化的不锈钢
马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。
图1-4是Fe-Cr系相图富铁部分，如Cr大于13%时，不存在γ相，此类合金为单相铁素体合金，在任何热处理制度下也不能产生马氏体，为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素，以扩大γ相区，对于马氏体铬不锈钢来说，C、N是有效元素，C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。
在马氏体铬不锈钢中，除铬外，C是另一个最重要的必备元素，事实上，马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。
当然，还有其他元素，利用这些元素，可根据Schaeffler图确定大致的组织。
与铁素体不锈钢相似，在马氏体不锈钢中也可以加入其它合金元素来改进其他性能：1.加入0.07%S或Se改善切削加工性能，例如1Cr13S或4Cr13Se；2.加入约1%Mo及0.1%V，可以增加9Cr18钢的耐磨性及耐蚀性；3.加入约1Mo-1W-0.2V，可以提高1Cr13及2Cr13钢的热强性。
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