馬氏體轉變(馬氏體,奧氏體-不銹鋼的分類還有幾種?)

博主:adminadmin 2022-12-23 19:56:06 條評論
摘要:今天給各位分享馬氏體轉變的知識,其中也會對馬氏體,奧氏體-不銹鋼的分類還有幾種?進行分享,希望能對你有所幫助!本文導讀目錄:1、馬氏體轉變2、馬氏體,奧氏體-不銹鋼的分類還有幾種?3、奧氏體向馬氏體的轉變更具有重要意義馬氏體轉變非平衡條件下,金屬和合金中發生的非擴散的晶...

今天給各位分享馬氏體轉變的知識,其中也會對馬氏體,奧氏體-不銹鋼的分類還有幾種?進行分享,希望能對你有所幫助!

馬氏體轉變(馬氏體,奧氏體-不銹鋼的分類還有幾種?)

本文導讀目錄:

1、馬氏體轉變

2、馬氏體,奧氏體-不銹鋼的分類還有幾種?

3、奧氏體向馬氏體的轉變更具有重要意義

馬氏體轉變

  非平衡條件下,金屬和合金中發生的非擴散的晶型轉變。

  研究簡史19世紀中葉,英國人索爾拜首次用顯微鏡觀察了淬硬鋼的金相組織,后對此種針狀組織物命名為馬氏體。

  圖1示出高碳鋼淬火態的金相組織,針狀物(其空間形態為板片狀)為馬氏體,基底為殘留奧氏體。

  20世紀20年代,美國人芬克和蘇聯人庫爾久莫夫分別(獨立地)用x射線衍射技術確定了鋼中馬氏體的本質:體心正方結構,碳在a-Fe中的過飽和固溶體,奧氏體在非平衡(大過冷)條件下轉變成的一種介穩相。

  到50年代,不但積累了大量有關鋼中馬氏體轉變的技術資料,而且還發現在一系列有色合金及某幾種純金屬中也發生相似的轉變。

  在此基礎上,逐漸認識到,以鋼中馬氏體形成為代表的相變,是一種與歷來了解的固態擴散型晶型轉變具有本質區別的固態一級相變非擴散的晶型轉變,定名為馬氏體轉變。

  各種合金系中經馬氏體轉變形成的低溫產物皆稱為馬氏體,如鈦合金中馬氏體、銅合金中馬氏體等。

  馬氏體轉變是金屬熱處理時發生的相變的基本類型之一,對鋼的強化熱處理及形狀記憶合金的應用技術具有重要意義。

  生成相與母相成分相同,以共格或半共格界面為生長相界面,故不存在相界面遷移的熱激活機制。

  形核率和長大速度皆與擴散型轉變的熱動力學處理結果顯著不符。

  根據上述諸特征,如平面在相變后仍為平面、非擴散、共格性,尤其具有不變平面(慣習面),判定馬氏體轉變是以不變平面應變的方式(而不是界面原子熱激活躍遷的方式)進行晶格類型的改組。

  馬氏體形成量僅取決于冷卻到達(Ms以下)的溫度,而與保溫時間或冷卻速度無關。

  同一合金系中成分不同的合金,雖然MS值不同,但馬氏體形成量(f,體積分數)與(MS一Tq)的關系相同。

  式中Ms為馬氏體轉變(開始)溫度;Tq為冷卻到達溫度;a為常數,取決于合金系,對于含碳10.1%以下的碳素鋼,a-0.011。

  圖8示出碳素鋼變溫馬氏體轉變動力學曲線及與實測結果(不同標記的點)的對照。

  動力學的變溫特性表明,此類馬氏體形核和長大都是極快的,且形核量取決于過冷度。

  在任一過冷度,能夠出現的核實際上在一瞬間就已全部形成。

  至于長大速度,實測一片馬氏體從形核到停止長大(可貫穿奧氏體晶粒)時間為10-7~10-5s。

  cm/s數量級,相當于金屬中切變波(橫聲波)的傳播速度。

  少數鐵基馬氏體轉變具有類似擴散型相變的動力學特征,在Ms以下有孕育現象,轉變速度與溫度之間具有帶極大值的函數關系。

  圖9示出一種鐵鎳錳合金的等溫馬氏體形成動力學圖。

  觀察表明,等溫馬氏體的生長也是爆發式的,因而c形曲線僅表明了形核速率與過冷度的關系。

  動力學曲線與變溫型馬氏體類同,但相變具有可逆性,并且以相界面隨溫度升降雙向可逆的遷移實現正、逆反應。

  箭頭指向表明溫度變化方向,Ms、Mf分別為降溫時馬氏體轉變開始及終了點,As和Af則分別為升溫時逆轉變的開始和終了點。

  前述三種馬氏體都是在大過冷、高驅動條件下發生的,4個特性溫度值與pM相平衡溫度T0之間的排列為Mf。

  形核和生長動力學特征的多樣性使得難以建立統一的形核與生長機制,重要的學派有層錯形核論、核胚凍結論和核胚(位錯網)熱激活擴張論。

  面心立方(y)一密排六方(£)轉變可按體心立方金屬在{112}面上擴展位錯繞節點旋轉產生孿晶結構的原理,如圖11所示,在面心立方(111)y面上1/2a[110]y,位錯分解成兩條半位錯b1:a/6[121]y及b2:a/6[211]y,二者中間包含的就是一個平行于(111)y、厚度為2個原子層的密排六方結構。

  在特定的位錯組態下,兩個半位錯b1、b2分別繞極軸(通過b1、b2結點垂直于(111)y的直線)作正、反向旋轉,可使六方結構的厚度增加,而擴展區的擴大則使六方結構的徑向尺寸長大。

  極軸機制實際上包含了ye馬氏體轉變形核和長大兩個過程。

  核胚凍結論50年代后期,德國人克納普一德林格(簡稱KD)假定母相中在高溫下已存在不同尺寸的馬氏體核胚,在冷卻到低溫時被凍結下來,根據英國人弗蘭克(F0.C0.Frank)關于鐵碳合金中{225}y馬氏體與奧氏體間的螺位錯界面模型,設計了由位錯網構成的{225}y馬氏體核胚,又稱KD胞模型,如圖12所示。

  平面上每隔6層原子配置一[110]y方向的螺位錯(弗蘭克模型),正反向螺位錯在邊沿相交,形成沿圓周的刃型位錯圈。

  這樣,徑向和軸向的長大都是以位錯運動的方式來進行。

  核胚(位錯網)熱激活擴張論70年代,以美國人柯恩CKaufmanCohen及RayhavanCohen)的工作為代表,發展了已有核胚通過位錯圈的熱激活擴張形核的熱動力學理論。

  當過冷度小、驅動力△Gy-a未達到rmax核生長所需值時,如果進行保溫,則KD位錯胞的外圈刃型位錯圈,可以由熱激活而向外擴張,當尺寸達到rmax時,即被啟動而發生爆發式長大。

馬氏體,奧氏體-不銹鋼的分類還有幾種?

  常見等級:400系列的一部分,如409,410S,430。

  含有最多0.015%的碳,最少16%的鉻和足夠的鎳和/或錳。

  常見等級:300系列,如304,316,320,321,347,309。

  比大多數奧氏體合金具有更高的強度和更好的抗應力腐蝕開裂性。

  良好的抗局部腐蝕性,特別是點蝕,縫隙腐蝕和應力腐蝕開裂。

奧氏體向馬氏體的轉變更具有重要意義

  如前所述,馬氏體不銹鋼由于鉻等合金元素的作用,使奧氏體更穩定了,不易發生向珠光體和貝氏體的轉變,這就為其獲得馬氏體組織提供了有利條件。

  ①馬氏體轉變時,與母相奧氏體保持共格關系,在磨光的表面上有浮凸現象。

  ③馬氏體總是沿著母相奧氏體中一定的面形成,常稱慣習面。

  ⑤馬氏體相變獲得的體心立方晶格是切變過程中形成的,這種切變可能是滑移或孿晶,同時在馬氏體內部留下晶體缺陷(亞結構)。

  ⑦馬氏體轉變只有在轉變溫度低于鋼中新舊兩相(相和相)自由能相等的臨界溫度時,才會存在“無擴散相變驅動力”,促進馬氏體形成,溫度越低,這個驅動力就越大,馬氏體轉變越容易進行。

  ⑨合金元素對馬氏體相變點有不同的影響,如鉻、鉬、鎳等使Ms點下降,鈷、鋁等使Ms點上升。

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