马氏体不锈钢的热处理和性能(ε－马氏体获取最新)
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马氏体不锈钢的热处理和性能
根据冶金组织对各种类型的不锈钢进行分类是最容易的,冶金组织可为热处理人员提供各种合金在热处理过程中产生变化的信息。
第一类类似于马氏体组织的不锈钢称马氏体不锈钢;第二类铁素体不锈钢在整个热处理过程中将保持铁素。
马氏体沉淀硬化不锈钢兼有Cr-Ni奥氏体不锈钢耐蚀性较好和马氏体钢强度高的优点,可作为超高强度耐蚀材料在核工业、制造业中应用。
其显微结构细小复杂、综合性能极佳,这些特点主要取决于材料化学成分及热处理工艺。
由于工件应用的环境多为存在气流或腐蚀溶液中,工件内表面长期暴露于持续冲击、高温腐蚀的,因此对其进行表面处理以求提高表面性能也是十分必要的。
钴基合金具有高耐磨性、耐高温腐蚀性被认为是一种很好的对PH17-4进行表面强化的材料。
本文通过优化热处理工艺来提高PH17-4不锈钢的综合力学性能,同时通过对其进行表面堆焊来提高其表面性能,带能谱的扫描电子显微镜(SEM-EDS)、透射电镜(TEM)电子探针(EPMA)、X-射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪等研究PH17-4不锈钢热处理及堆焊后的组织形貌及性能。
实验结果如下：1.进行固溶+时效处理后,基体中有均匀弥散的析出物出现,硬度增加,随着时效温度的提高,硬质颗粒粗化,并有逆变奥氏体出现,..。
通过对马氏体时效不锈钢的发展与现状进行分析,提出马氏体时效不锈钢已成为高强度不锈钢系列中最有发展前途的钢种之一,它在航空..。
马氏体不锈钢可以通过热处理改变其性能,在航空工业、重型运输、核电等高端应用领域及与人们生活密切相关的刀剪领域具有巨大的应用需求。
热处理过程中马氏体不锈钢组织的变化,特别是碳化物的形态、大小和分布对材料性能的影响尤为重要。
本文以7Cr14马氏体不锈钢为研究对象,研究了奥氏体化温度、奥氏体化保温时间和回火温度对7Cr14钢组织和性能的影响。
通过差式扫描量热(DSC)分析和透射电子显微镜(TEM)对固溶后的7Cr14钢在升温过程中的组织变化和碳化物析出规律进行了研究,得到了下述主要结论:淬火过程中奥氏体化温度和保温时间对7Cr14钢的组织和性能有较大的影响。
7Cr14马氏体不锈钢淬火后的组织为马氏体、碳化物和残余奥氏体。
随着淬火温度的升高,碳化物数量减少,残余奥氏体含量增加。
淬火温度从950℃增加到1100℃时,材料的硬度增加,淬火温度增加到1150℃时,材料的硬度明显下降。
相对于淬火温度,淬火保温时间对7Cr14钢的组织和性能影响较..。
通过淬火配分处理可以在马氏体钢的显微组织中引入一定体积分数的残留奥氏体而提高其强塑性。
本研究拟在探讨现有商用4Cr13马氏体不锈钢实施淬火-配分处理的可行性。
论文通过金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等分析测试技术,并结合力学性能测试,研究了不同Q&P热处理工艺参数对4Cr13马氏体不锈钢的组织演变和力学性能的影响。
研究获得如下结果：1.4Crl3钢退火态加热奥氏体化时,温度在1100℃以上才能实现完全奥氏体化,冷却后获得板条马氏体+针状马氏体的混合组织；当退火钢不完全奥氏体化时,将得到颗粒碳化物+板条马氏体的混合组织。
2.4Cr13钢完全奥氏体化以后淬火到不同的温度后升温到400℃进行配分处理时,残余奥氏体的体积分数随着淬火温度的降低先增加后减少,在80℃左右出现残留奥氏体的峰值,最多可以获得30%左右的残余奥氏体。
当配分时间恒定时,配分温度由350℃提高到400℃只会使残余奥氏体的体积分数小幅增加,当配分温度升高到450℃时,残..。
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应力诱发→马氏体相变,stress
相变特征和机制马氏体相变具有热效应和体积效应，相变过程是形核和长大的过程。
但核心如何形成，又如何长大，目前尚无完整的模型。
马氏体长大速率一般较大，有的甚至高达105cms-1。
人们推想母相中的晶体缺陷（如位错）的组态对马氏体形核具有影响，但目前实验技术还无法观察到相界面上位错的组态，因此对马氏体相变的过程，尚不能窥其全貌。
马氏体的惯习（析）面马氏体相变时在一定的母相面上形成新相马氏体，这个面称为惯习（析）面，它往往不是简单的指数面，如镍钢中马氏体在奥氏体()的{135}上最先形成（图7）。
为了部分地减低这种应变能，会发生辅助的变形，使界面改变如图7中由{135}变为{224}面。
图7中马氏体呈透镜状，它具有中脊面，是孪晶密度很高的面，即{135}面，这些马氏体内部的孪晶是马氏体内的亚结构。
在铁基合金的马氏体中存在孪晶或（和）位错,在非铁合金中一般存在孪晶或层错。
由图7还可见到：在马氏体周围的母相（奥氏体）中形成密度很高的位错，这是在马氏体相变时，母相发生协作形变而形成的。
当母相冷却时在一定温度开始转变为马氏体，把这温度标作Ms,加热时马氏体逆变为母相，开始逆变的温度标为As。
图8中表示Fe-Ni和Au-Cd合金的Ms和As,它们所包围的面积称为热滞面积,可见Fe-Ni马氏体相变具有的热滞大,而Au-Cd则很小。
相变时的协作形变为范性形变时，一般热滞较大；而为弹性形变时,热滞很小。
像Au-Cd这类合金冷却时马氏体长大、增多，一经加热又立即收缩，甚至消失。
因此这类合金的马氏体相变具有热弹性，称为热弹性马氏体相变。
工业应用马氏体相变规律在工业上的应用，已具显著效果。
除马氏体强化普遍应用于钢铁外，在钢铁热处理中还利用相变规律来控制变形，以及改善性能。
人们目前对铁基合金的成分、马氏体形态和力学性质之间的关系已有较明晰的认识,具备位错亚结构的低碳型(条状)马氏体有一定的强度和良好的韧性,具备孪晶亚结构的高碳型（片状）马氏体有很高的强度但韧性很差。
按此，低碳马氏体已在工业上有较大量的应用。
形变热处理的应用，以及马氏体时效钢(含碳～0.02％)的创制都是利用低碳马氏体的良好韧性。
图11是低碳型马氏体的光学显微镜下的金相组织;图12是低碳型马氏体的透射电子显微镜下的金相组织，可以见到内部的位错亚结构。
利用马氏体相变时塑性增长，已建立了相变诱发塑性钢（TRIP钢）（见形变热处理）。
马氏体相变的研究几十年来马氏体相变的研究，从表象逐步深入到相变的本质，但是对一些根本性问题还认识得不很完整。
马氏体相变时母相和新相成分相同，因此可以把合金作为单元系进行相变的热力学研究。
用热力学处理来计算Ms温度以及验证相变过程的工作还处于发动阶段。
虽然从实验上可以得到相变的惯习(析)面、取向关系以及应变量，但相变过程中原子迁动的过程尚未了解。
晶体学的表象理论，应用数学(矩阵)处理,预测马氏体相变过程的形状改变是均匀点阵形变、不均匀形变和刚性转动的结果；这只在Au-Cd、Fe3Pt及高镍钢和高铝钢中得到验证，对大多数合金还不完全与实验结果相符合。
在某些马氏体相变前观察到物理性质异变(如弹性模量下降)揭示了相变前母相点阵振动(声学模)的软化，预相变和软模已为人们所注意。
马氏体相变研究历史较久，工业上应用较广，也开始对金属和非金属的马氏体相变进行统一的研究。
Z.Nishiyama,MartensiticTransformation,AcademicPress,NewYork,1978。
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