馬氏體回火后的性能(馬氏體與鋼在冷卻時的低溫轉變.doc)
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馬氏體回火后的性能
低碳馬氏體在400℃回火時仍然能保持很高的屈服強度,因碳化物沉淀板條馬氏體晶界或板條束界上,使位錯運動的平均自由徑減小,屈服強度甚至還要提高。
板條馬氏體的條束寬度越小,板條束交界趙多,韌性就越高。
淬火狀態下未經回火的中碳馬氏體是板條束馬氏體和片狀馬氏體的混合物。
是大部分位錯亞結構和少量孿晶亞結構的混合。
中碳鋼和中碳合金鋼都在調質狀態下使用,這就是用降低強度的代價來換取高韌性。
這種方法獲得的強韌配合,缺點在于不能保證高強度。
中碳馬氏體低溫回火時,馬氏體基體中的含碳量與低碳馬氏體相近,但由于有一定數量的孿晶亞結構和較多的碳化物,使強度較高而韌性低。
含硅、鋁、鎳等元素的鋼可以把鋼的回火脆性溫度移向更高的溫度,近年來低合金超高強度鋼的發展,適當提高回火溫度并未使鋼的強度明顯降低,用低、中溫回火代替高溫回火使中碳合金鋼獲得滿意的強韌配合默契,充分發揮了板條馬氏體的優良性能。
工業上的高碳鋼都是在淬火低溫回火的狀態下使用。
高碳鋼馬氏體低溫回火后具有很高的強度,但塑性、韌性極低。
在拉伸試驗和沖擊試驗的條件下,通常不能正確地測定它們的力學性能,因此,有關這類鋼低溫回火的性能數據大都是由彎曲、扭轉、壓縮和硬度等試驗提供的。
馬氏體與鋼在冷卻時的低溫轉變.doc
1馬氏體相變:馬氏體相變-替換原子無擴散切變(原子沿相界面作協作運動)使其形狀改變的相變。
3不變平面應變-任一點的位移與該點距不變平面的距離成正比的應變。
1馬氏體的晶體結構:體心立方體心正方點陣。
2馬氏體位向關系:K-S關系(Fe-1.4C)。
即新相馬氏體的{110}晶面族平行于母相奧氏體的{111}晶面族,同時馬氏體的。
3馬氏體中的慣面:“共格切變”不畸變平面。
4馬氏體的組織形態:按照亞結構分為位錯型馬氏體、孿晶馬氏體。
5關于板條狀馬氏體:(1)板條M一般存在于低、中碳鋼和不銹鋼中。
(3)板條界:小角度晶界;塊界和束界:大角度晶界。
(5)慣面{111},位向關系符合K-S關系。
(2)亞結構:孿晶,故又稱為孿晶馬氏體;慣面:中脊面。
(1)化學成分:碳含量是影響M形態的主要因素-C。
1.0%,透鏡片狀M;C0.31.0%,板條和片狀的混合結構。
(2)Ms的影響:隨著Ms下降,馬氏體形態轉化順序:板條>蝶狀>透鏡片狀>薄片狀。
(3)奧氏體的層錯能:層錯能低時,易于形成薄板狀’-M,層錯能越低,越趨于形成位錯板條M。
(1)非恒溫性與不完全性馬氏體轉變無孕育期,在一定溫度下轉變不能進行到底。
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M相變的定義:凡是相變的基本特征屬于切變共格型相變都稱為M相變,產物稱M,銅、鈦合金中也存在M相變。
§1馬氏體轉變的晶體結構和特點。
正方度c/a:C%高→c/a大(線性關系4-1公式)。
反常正方度:M轉變時,c/a與C%的關系不符合4-1式。
低溫時a≠b(正交),碳在A中部分無序分布,∴c/a低。
室溫時,溫度回升,碳無序分布,∴c/a下降。
Fe原子協調切變,相鄰Fe原子位置保持不變。
低碳鋼M轉變存在微量擴散特點,但以Fe的切變為主。
{011}α∥{111}γ。
Fe-Ni合金及-70℃以下形成的M存在。
以碳化物形式存在影響不大(比如過共析鋼)。
形核率取決于形核功、核胚長大激活能(能壘)。
形核位置:位錯等晶體缺陷;夾雜;塑性變形區。
先形成M→尖端A形成位錯→可以促使周圍M轉變(此區域這時的溫度。
固溶強化:碳作用大,0.4C%以上→效果↓;合金作用小。
時效強化:低碳鋼自回火→C偏聚或析出引起,C%高→效果顯著。
小變形→層錯、晶界、位錯網、胞狀結構增加。
復雜零件在Ms附近短時分級淬火(A穩定化影響小)。
A穩定性差的材料→受力容易誘發M→提高強度。
母相彈性極限非常高→共格容易保持、不破壞。
M下塑性變形→加熱→恢復原母相A形狀→再冷卻→回到原M塑性變形后形狀。
一般M多種取向→多方向宏觀變形→形狀不變(自協作效應)。
母相轉變M時→加應力(多次訓練)→母相形成擇優取向晶體缺陷→溫度變化產生的熱彈性M→不產生自協作效應。
馬氏體相變是切變;無擴散相變;轉變速度極快;轉變具有不徹底性。
C%超過0.4%,殘余A%明顯增加,材料的耐磨性下降。
冷卻速度較慢、冷卻過程停留或合金含量高時,殘余A%含量增加。
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