馬氏體時(shí)效鋼材料的綜合性(馬氏體與貝氏體的判別解析.docx)
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馬氏體時(shí)效鋼材料的綜合性
相對(duì)于其他鋼材等結(jié)構(gòu)材料,馬氏體時(shí)效鋼具有很多突出的性能特點(diǎn):。
馬氏體時(shí)效鋼具有良好的鍛造、熱軋等熱加工性能,這主要得益于其具有優(yōu)異的熱塑性;馬氏體時(shí)效鋼同樣具有良好的冷加工性能,這同樣得益于其較低的加工硬化系數(shù),在無軟化退火的情況下可以得到90%以上的變形量;馬氏體時(shí)效鋼通過簡單的固溶和時(shí)效熱處理即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的組織性能,并且在熱處理時(shí)不存在脫碳問題,具有淬透性好和變形小的優(yōu)點(diǎn)。
馬氏體時(shí)效鋼是已知的強(qiáng)韌性最高的鋼種,相對(duì)于同強(qiáng)度級(jí)別的其他超高強(qiáng)度鋼而言,馬氏體時(shí)效鋼的斷裂韌性最為出色;除了具有優(yōu)異的常溫力學(xué)性能外,馬氏體時(shí)效鋼還具有良好的高溫力學(xué)性能;此外馬氏體鋼還具有最小的非彈性效應(yīng)和較高的彈性極限,同時(shí)馬氏體時(shí)效鋼的儲(chǔ)能效應(yīng)和彈性敏感性也十分優(yōu)異。
在沒有表面處理的情況下,馬氏體時(shí)效鋼的這項(xiàng)指標(biāo)與其他超高強(qiáng)度鋼接近,但通過簡單的噴丸強(qiáng)化或滲氮處理,馬氏體時(shí)效鋼就可以獲得極高的表面硬度和疲勞極限。
同其他超高強(qiáng)度鋼相比,馬氏體時(shí)效鋼具有優(yōu)異的綜合焊接性能,即使不經(jīng)過焊接預(yù)熱和后熱,一般也不會(huì)產(chǎn)生焊接裂紋。
不過由于馬氏體時(shí)效鋼含有易與O、N結(jié)合的Ti、Al元素,所以在焊接工藝的選擇上盡量保證這些元素具有較小的燒損量。
同很多鋼材相比,馬氏體時(shí)效不銹鋼都具有更為優(yōu)良的耐腐蝕性能,因此它是未來超高強(qiáng)度不銹鋼的重要發(fā)展方向。
馬氏體與貝氏體的判別解析.docx
構(gòu)是位錯(cuò)(又稱位錯(cuò)馬氏體),其形態(tài)特征見表1。
1.2片狀馬氏體(針狀馬氏體或高碳馬氏體):。
FeNiCrWMrSiC^S府媒狀馬氏體Ms點(diǎn)極低的。
FeNiCrWMrSiC^S府媒狀馬氏體。
133&馬氏體:在Fe-Mn合金中,當(dāng)Mn超過15%時(shí),淬火后形成&馬氏體,它是密排六方結(jié)構(gòu)。
貝氏體是過飽和鐵素體和滲碳體組成的兩相混合物。
中、高碳鋼350550C,低碳鋼溫度要高些。
低碳鋼(0.1%C:鐵素體條略寬,滲碳體呈細(xì)條狀。
鐵素體之間成小角度晶界(618,滲碳體沿條的長軸方向排列成行。
中、高碳鋼形成溫度與約350CMs點(diǎn)之間。
電鏡下觀察:看出碳化物呈粒狀或細(xì)片狀分布于a相之內(nèi),沿著與片的長軸相夾5565。
2.3粒狀貝氏體:是由塊狀(等軸狀)的鐵素體和富碳奧氏體區(qū)所組成。
富碳奧氏體區(qū)一般呈顆粒狀,也可能呈小島狀、小河狀等。
從受侵蝕程度區(qū)分:馬氏體較下貝氏體難于侵蝕,常用淺(輕)浸蝕法區(qū)分,浸蝕后出現(xiàn)的黑色短細(xì)針即為下貝氏體。
高碳馬氏體的慣析面為(225)丫和(259)y,下貝氏體的慣析面為(112)丫。
下貝氏體^馬氏體.殘奧及少里羽毛狀馬氏體200X。
收藏詞條 編輯詞條馬氏體轉(zhuǎn)變
在非平衡條件下,金屬和合金中發(fā)生的非擴(kuò)散的晶型轉(zhuǎn)變。
別(獨(dú)立地)用x射線衍射技術(shù)確定了鋼中馬氏體的本質(zhì):體心正方結(jié)構(gòu),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(zhuǎn)變成的一種介穩(wěn)相。
到50年代,不但積累了大量有關(guān)鋼中馬氏體轉(zhuǎn)變的技術(shù)資料,而且還發(fā)現(xiàn)在一系列有色合金及某幾種純金屬中也發(fā)生相似的轉(zhuǎn)變。
在此基礎(chǔ)上,逐漸認(rèn)識(shí)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(tài)擴(kuò)散型晶型轉(zhuǎn)變具有本質(zhì)區(qū)別的固態(tài)一級(jí)相變非擴(kuò)散的晶型轉(zhuǎn)變,定名為馬氏體轉(zhuǎn)變。
各種合金系中經(jīng)馬氏體轉(zhuǎn)變形成的低溫產(chǎn)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(zhuǎn)變是金屬熱處理時(shí)發(fā)生的相變的基本類型之一,對(duì)鋼的強(qiáng)化熱處理及形狀記憶合金的應(yīng)用技術(shù)具有重要意義。
如圖2所示,在母相的自由表(平)面上,轉(zhuǎn)變成馬氏體的那塊面積發(fā)生一定角度的傾斜,并仍保持為平面。
由此帶動(dòng)鄰近的母相呈山峰狀凸起(另一側(cè)下凹),原始態(tài)表面的直線刻痕轉(zhuǎn)入新相后仍為直線,在界面處不斷開,保持連續(xù)。
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(jī)制。
形核率和長大速度皆與擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變的熱動(dòng)力學(xué)處理結(jié)果顯著不符。
根據(jù)上述諸特征,如平面在相變后仍為平面、非擴(kuò)散、共格性,尤其具有不變平面(慣習(xí)面),判定馬氏體轉(zhuǎn)變是以不變平面應(yīng)變的方式(而不是界面原子熱激活躍遷的方式)進(jìn)行晶格類型的改組。
圖3馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的不變平面,即(111)y∥(011)a,[101]y∥[111]a。
這一驅(qū)動(dòng)力主要用于克服馬氏體形核時(shí)巨大的共格畸變能和提供馬氏體內(nèi)伴生的晶體缺陷(亞結(jié)構(gòu))儲(chǔ)存能。
分類馬氏體轉(zhuǎn)變按動(dòng)力學(xué)特征可以分為4大類。
某些MS點(diǎn)很低的合金,當(dāng)冷卻到達(dá)Ms時(shí),發(fā)生爆發(fā)式形核和爆發(fā)式生長,在瞬間形成大量的馬氏體。
圖10為4種鐵鎳碳合金的爆發(fā)型馬氏體轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變量一溫度關(guān)系,其中兩種具有顯著的爆發(fā)型馬氏體形成。
當(dāng)Ms點(diǎn)過高或過低時(shí),爆發(fā)量減少,甚至消失。
圖104種鐵鎳碳合金的爆發(fā)型馬氏體轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變量與合金慨點(diǎn)的關(guān)系。
作為一種固態(tài)相變,各種馬氏體轉(zhuǎn)變都具有可逆性。
高溫相(p)和低溫相(馬氏體,M)間的轉(zhuǎn)化可表示為:。
熱彈性馬氏體轉(zhuǎn)變與前述3類的根本性區(qū)別,在于不存在爆發(fā)式生長,而是一種變溫生長機(jī)制。
形核后,隨溫度下降相界面向高溫相(p)推移,至溫度停止下降或遇到障礙物(如晶界)時(shí)停止推移。
逆轉(zhuǎn)變是上述行為的反向,即隨溫度上升界面向馬氏體中推移,直至馬氏體片消失。
對(duì)于一片馬氏體而言,正逆過程可循環(huán)往復(fù)進(jìn)行。
As與Mf越接近(相應(yīng)地,Af與Ms也越接近)的合金,在整個(gè)轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)馬氏體的消長與溫度升降越接近于同步。
層錯(cuò)形核論20世紀(jì)50年代初,克里斯欽提出面心立方一密排六方馬氏體轉(zhuǎn)變可由層錯(cuò)的形成及按特殊機(jī)制運(yùn)作產(chǎn)生馬氏體核的設(shè)想,后來逐漸發(fā)展成極軸機(jī)制和層錯(cuò)自發(fā)形核機(jī)制兩種學(xué)說。
面心立方(y)一密排六方(£)轉(zhuǎn)變可按體心立方金屬在{112}面上擴(kuò)展位錯(cuò)繞節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生孿晶結(jié)構(gòu)的原理,如圖11所示,在面心立方(111)y面上1/2a[110]y,位錯(cuò)分解成兩條半位錯(cuò)b1:a/6[121]y及b2:a/6[211]y,二者中間包含的就是一個(gè)平行于(111)y、厚度為2個(gè)原子層的密排六方結(jié)構(gòu)。
在特定的位錯(cuò)組態(tài)下,兩個(gè)半位錯(cuò)b1、b2分別繞極軸(通過b1、b2結(jié)點(diǎn)垂直于(111)y的直線)作正、反向旋轉(zhuǎn),可使六方結(jié)構(gòu)的厚度增加,而擴(kuò)展區(qū)的擴(kuò)大則使六方結(jié)構(gòu)的徑向尺寸長大。
極軸機(jī)制實(shí)際上包含了ye馬氏體轉(zhuǎn)變形核和長大兩個(gè)過程。
核胚凍結(jié)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(shí)被凍結(jié)下來,根據(jù)英國人弗蘭克(F0.C0.Frank)關(guān)于鐵碳合金中{225}y馬氏體與奧氏體間的螺位錯(cuò)界面模型,設(shè)計(jì)了由位錯(cuò)網(wǎng)構(gòu)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(cuò)(弗蘭克模型),正反向螺位錯(cuò)在邊沿相交,形成沿圓周的刃型位錯(cuò)圈。
這樣,徑向和軸向的長大都是以位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的方式來進(jìn)行。
圖13為KD核胚生長阻力與尺寸的關(guān)系,阻力(△f)隨尺寸(徑向?yàn)閞)的增大而減少。
因而,任何尺寸的核胚,一旦發(fā)生長大,就必然是爆發(fā)式的。
當(dāng)溫度低于平衡點(diǎn)T0時(shí),相變驅(qū)動(dòng)力△Gy-a成為負(fù)值。
當(dāng)后者絕對(duì)值達(dá)被凍結(jié)核胚中最大尺寸(rmax)者的生長阻力,,此溫度即為MS點(diǎn)。
在Ms以下,隨溫度下降依次啟動(dòng)尺寸更小的核胚。
上述機(jī)制和熱動(dòng)力學(xué)分析比較完整地解釋了變溫馬氏體的動(dòng)力學(xué)特征。
那么以上的內(nèi)容就是關(guān)于馬氏體時(shí)效鋼材料的綜合性的介紹了,馬氏體與貝氏體的判別解析.docx是小編整理匯總而成,希望能給大家?guī)韼椭?/p>

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