今天給各位分享馬氏體、鐵素體、奧氏體的區(qū)別的知識(shí)，其中也會(huì)對(duì)鐵素體-珠光體鋼斷裂的原因分析進(jìn)行分享，希望能對(duì)你有所幫助！

本文導(dǎo)讀目錄：

1、馬氏體、鐵素體、奧氏體的區(qū)別

2、鐵素體-珠光體鋼斷裂的原因分析

3、鐵素體不銹鋼（40頁(yè)）

馬氏體、鐵素體、奧氏體的區(qū)別

鐵素體-珠光體鋼斷裂的原因分析

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　　鐵素體-珠光體的顯微組織由BBC鐵（鐵素體）、0.01%C、可溶合金和Fe3C組成。

　　在碳含量很低的碳鋼中，滲碳體顆粒（碳化物）停留在鐵素體晶粒邊界和晶粒之中。

　　但當(dāng)碳含量高于0.02%時(shí)，絕大多數(shù)的Fe3C形成具有某些鐵素體的片狀結(jié)構(gòu)，而稱為珠光體，同時(shí)趨向于作為“晶粒”和球結(jié)（晶界析出物）分散在鐵素體基體中。

　　含碳量在0.10%～0.20%的低碳鋼顯微組織中，珠光體含量占10%～25%。

　　從斷裂分析的觀點(diǎn)看，在低碳鋼中有兩種含碳量范圍的鋼，其性能令人關(guān)注。

　　一是，含碳量在0.03%以下，碳以珠光體球結(jié)的形式存在，對(duì)鋼的韌性影響較小；二是，含碳量較高時(shí)，以球光體形式直接影響韌性和夏比曲線。

　　實(shí)踐得知，水淬火鋼的沖擊性能優(yōu)于退火或正火鋼的沖擊性能，原因在于快冷阻止了滲碳體在晶界形成，并促使鐵素體晶粒變細(xì)。

　　鐵素體鋼的無(wú)塑性轉(zhuǎn)變（NDT）溫度和夏比轉(zhuǎn)變溫度的回歸分析至今尚無(wú)報(bào)導(dǎo)，然而這些也僅限于加入單個(gè)合金元素對(duì)韌性影響的定性討論。

　　以下就幾種合金元素對(duì)鋼性能的影響作簡(jiǎn)要介紹。

　　◆含碳量0.05%鋼，空冷或爐冷后有降低晶粒邊界滲碳體薄膜形成的趨勢(shì)。

　　鋼含碳量較高時(shí)，錳能顯著降低約50%轉(zhuǎn)變溫度。

　　其原因可能是因珠光體量多，而不是滲碳體在邊界的分布。

　　必須注意的是，如果鋼的含碳量高于0.15%，高錳含量對(duì)正火鋼的沖擊性能影響起到了決定性作用。

　　因?yàn)殇摰母叽阃感砸饖W氏體轉(zhuǎn)變成脆性的上貝氏體，而不是鐵素體或珠光體。

　　進(jìn)一步增加鎳含量，改善沖擊韌性效果則降低。

　　如果這時(shí)含碳量低至正火后無(wú)碳化物出現(xiàn)時(shí)，鎳對(duì)轉(zhuǎn)變溫度的影響將變得很有限。

　　在含碳約0.10%的正火鋼中加入鎳，最大的好處是細(xì)化晶粒和降低游離氮含量，但其機(jī)理目前尚不清楚。

　　可能是由于鎳作為奧氏體的穩(wěn)定劑從而降低了奧氏體分解的溫度。

　　鋼中加硅是為了脫氧，同時(shí)有益于提高沖擊性能。

　　如果鋼中同時(shí)存在錳和鋁，大部分硅在鐵素體中溶解，同時(shí)通過(guò)固溶化硬化作用提高i。

　　這種作用與加入硅提高沖擊性能綜合的結(jié)果是，在穩(wěn)定晶粒尺寸的鐵-碳合金中按重量百分比加入硅，使50%轉(zhuǎn)變溫度升高約44℃。

　　此外，硅與磷相似，是鐵素鐵的穩(wěn)定劑，能促進(jìn)鐵素體晶粒長(zhǎng)大。

　　按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，硅加入正火鋼中將提高平均能量轉(zhuǎn)換溫度約60℃。

　　鋼中的氧會(huì)在晶界產(chǎn)生偏析導(dǎo)致鐵合金晶間斷裂。

　　鋼中氧含量高至0.01%，斷裂就會(huì)沿著脆化晶粒的晶界產(chǎn)生的連續(xù)通道發(fā)生。

　　即使鋼中含氧量很低，也會(huì)使裂紋在晶界集中成核，然后穿晶擴(kuò)散。

　　解決氧脆化問(wèn)題的方法是，可加入脫氧劑碳、錳、硅、鋁和鋯，使其和氧結(jié)合生成氧化物顆粒，而將氧從晶界去除。

　　氧化物顆粒也是延遲鐵素體生長(zhǎng)和提高d-/2的有利物質(zhì)。

　　亞共析鋼的含碳量在0.3%～0.8%，先共析鐵素體是連續(xù)相并首先在奧氏體晶界形成。

　　珠光體在奧氏體晶粒內(nèi)形成，同時(shí)占顯微組織的35%～100%。

　　此外，還有多種聚集組織在每一個(gè)奧氏體晶粒內(nèi)形成，使珠光體成為多晶體。

　　鋼中有大量珠光體時(shí)，形變過(guò)程中會(huì)在低溫和/或高應(yīng)變率時(shí)形成微型解理裂紋。

　　雖然也有某些內(nèi)部聚集組織斷面，但斷裂通道最初還是沿著解理面穿行。

　　所以，在鐵素體片之間、相鄰聚集組織中的鐵素體晶粒內(nèi)有某些擇優(yōu)取向。

　　在含碳量為0.10%的低碳鋼中加入0.05%鉬和硼可優(yōu)化通常發(fā)生在700～850℃奧氏體-鐵素體轉(zhuǎn)變，且不影響其后在450℃和675℃時(shí)奧氏體-貝氏體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)條件。

　　因?yàn)檗D(zhuǎn)變溫度由合金元素含量決定，并間接影響屈服和抗拉強(qiáng)度。

　　這些鋼獲得的高強(qiáng)度是以下兩種作用的結(jié)果：。

　　這些鋼的斷口特征在很大程度上取決于抗拉強(qiáng)度和轉(zhuǎn)變溫度。

　　第一，一定的抗拉強(qiáng)度級(jí)別，回火下貝氏體的夏比沖擊性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于未回火的上貝氏體。

　　原因是在上貝氏體中，球光體內(nèi)的解理小平面切割了若干貝氏體晶粒，決定斷裂的主要尺寸是奧氏體晶粒尺寸。

　　在上貝氏體中碳化物位于晶界沿線，并通過(guò)降低抗拉強(qiáng)度Rm增加脆性。

　　在回火的下貝氏體中，碳化物非常均勻地分布的鐵素體中，同時(shí)通過(guò)限制解理裂紋以提高抗拉強(qiáng)度并促進(jìn)球化珠光體細(xì)化。

　　在下貝氏體中，為獲得830MPa或更高的抗拉強(qiáng)度，也可通過(guò)降低轉(zhuǎn)變溫度提高強(qiáng)度的方法實(shí)現(xiàn)。

　　然而，因?yàn)樯县愂象w的斷口應(yīng)力取決于奧氏體晶粒尺寸，而此時(shí)的碳化物顆粒尺寸已經(jīng)很大，因此通過(guò)回火提高抗拉強(qiáng)度的作用很小。

　　碳或其它元素加入鋼中可延遲奧氏體轉(zhuǎn)變成鐵素體和珠光體或貝氏體，同時(shí)奧氏體化后如果冷卻速度足夠快，通過(guò)剪切工藝奧氏體會(huì)變成馬氏體而不需進(jìn)行原子擴(kuò)散。

　　◆因?yàn)檗D(zhuǎn)變溫度很低（200℃或更低），四面體鐵素體或針狀馬氏體非常細(xì)。

　　◆發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變要超過(guò)一定的溫度范圍，因?yàn)槌跏忌傻鸟R氏體片給以后的奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體增加阻力。

　　所以，轉(zhuǎn)變后的結(jié)構(gòu)是馬氏體和殘余奧氏體的混合結(jié)構(gòu)。

　　1）溫度達(dá)到約100℃時(shí)，馬氏體某些過(guò)飽和碳沉淀并形成非常細(xì)小的-碳化物顆粒，分散于馬氏體中而降低碳含量。

　　3）在第3階段回火中，大約200℃起取決于碳含量和合金成分。

　　當(dāng)回火溫度升至共析溫度，碳化物沉淀變粗同時(shí)Rp0.2降低。

　　除了消除應(yīng)力提高沖擊韌性之外，回火還有以下兩種作用：第一，轉(zhuǎn)變殘余奧氏體。

　　殘留奧氏體將在低溫約30℃轉(zhuǎn)變成韌性針狀下貝氏體。

　　在較高的溫度如600℃，殘余奧氏體會(huì)轉(zhuǎn)變成脆性的珠光體。

　　因此，鋼在550～600℃進(jìn)行第一次回火，在300℃進(jìn)行第二次回火，以避免形成脆性珠光體，稱這種回火制度為“二次回火”。

　　如果回火溫度高到超過(guò)了臨界范圍而降低了轉(zhuǎn)變溫度，可將材料再加熱后在臨界范圍處理，回火溫度才可以再升高。

　　最重要的微量元素是銻、磷、錫、砷，加上錳和硅都有去脆作用。

　　如果其它合金元素存在，鉬也能降低回火脆性，同時(shí)鎳和鉻也有一定的作用。

　　因此，不銹鋼在氧化氣氛中能防止腐蝕并使鉻氧化物層得到強(qiáng)化。

　　屬于鐵-鉻合金，可進(jìn)行奧氏體化和后序熱處理生成馬氏體。

　　鎳是奧氏體的強(qiáng)穩(wěn)定劑，因此，在室溫、低于室溫或高溫狀態(tài)下，鎳含量為8%，鉻含量為18%（300型）能使奧氏體相非常穩(wěn)定。

　　奧氏體不銹鋼類似于鐵素體型，不能通過(guò)馬氏體轉(zhuǎn)變而硬化。

　　奧氏體不銹系FCC結(jié)構(gòu)，在冷凍溫度下都不可能解理斷裂。

　　大型件冷軋80%后，310型不銹鋼有極高的屈服強(qiáng)度和缺口敏感性，甚至在溫度低至-253℃還具有1.0的缺口敏感性比。

　　相似的301型不銹鋼可用于溫度低至183℃的液氧貯存箱。

　　但在這些溫度以下是不穩(wěn)定的，如發(fā)生任何塑性變形，不穩(wěn)定的奧氏體都會(huì)變成脆性的非回火馬氏體。

　　絕大多數(shù)奧氏體鋼用于防腐環(huán)境，被加熱至500～900℃溫度范圍，鉻碳化物會(huì)沉淀在奧氏體晶界，結(jié)果使晶界附近范圍內(nèi)的鉻層被完全耗盡。

　　該部位非常容易受到腐蝕和局部腐蝕，如果存在應(yīng)力，還可導(dǎo)致晶脆性斷裂。

　　奧氏體不銹鋼也常用于高溫，如壓力容器，防止和滿足抗腐蝕和抗蠕變。

　　某些鋼種因?yàn)樵诤负鬅崽幚砗透邷丨h(huán)境下對(duì)熱影響區(qū)及其附近的裂紋十分敏感。

　　所以，當(dāng)焊接再加熱時(shí)，受高溫作用，鈮或鈦碳化物會(huì)在晶粒內(nèi)和晶界沉淀，導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生而影響使用壽命，這必須給予高度重視。

鐵素體不銹鋼（40頁(yè)）

　　0Cr13鋼的現(xiàn)場(chǎng)掛片腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表。

　　表3-200Cr13鋼腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)（現(xiàn)場(chǎng)掛片）。

　　線膨脹系數(shù)：20100℃時(shí)，10.510-6K-1;。

　　1Cr17,1Cr17Ti,0Cr17Ti。

　　表3-221Cr17,1Cr17Ti,0Cr1。

那么以上的內(nèi)容就是關(guān)于馬氏體、鐵素體、奧氏體的區(qū)別的介紹了，鐵素體-珠光體鋼斷裂的原因分析是小編整理匯總而成，希望能給大家?guī)?lái)幫助。