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1、Fe-Ni-C合金马氏体的时效,组员：619、614寝室全体成员 主讲人：范二,相关名词：,时效：合金元素经固溶处理后，获得过饱和固溶体。在随后的室温放置或低温加热保温时，第二相从过饱和固溶体中析出，引起强度，硬度以及物理和化学性能的显著变化，这一过程被称为时效。 马氏体：马氏体是碳溶于-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。,分析原理,对于电子载流子导电的合金，合金中的空位、位错、溶质原子都将对合金的电阻率产生很大的影响。对于固溶体，在溶剂晶格中溶入溶质原子时，溶剂的晶格发生扭曲畸变，破坏了晶格势场的周期性。从而增加了电子的散射几率，电阻率增加。 在对过饱和固溶体进
2、行时效处理的时候，合金中的溶质原子将会析出形成新的相，对于合金来说，时效过程中过饱和溶质原子的析出所转变成新相量的多少、形态及分布对该合金的最终性能将产生重大的影响。所以我们需要知道析出新相的量随时间的变化情况，从而才可以控制析出量的多少来控制合金的性能。,时效过程,试样经1200,24h均匀化处理后，从850淬火至液氮得到马氏体。 试样从液氮贮存槽移至规定温度的浴槽中，从15s开始按照等比级数增加停留的时间间隔，将不同时间间隔停留后的试样及时返回液氮槽中，用双臂电桥测量电阻，得到电阻率与时效时间的关系如图1-31。,电阻的测量结果表明，除碳含量极低的合金外，碳含量高于0.1%的合金电阻率变化
3、均符合图1-31所示的规律。,根据电阻率随时效时间和温度的变化特征，可将其分为三个阶段，如图1-32所示。,区电阻率初始下降； 区电阻率先增后减，出现峰值； 区电阻率继续缓慢下降，直至达到充分回火时的稳定值。,区：,淬火未经时效的电阻率与碳含量呈直线关系。 电阻率的变化特征与少量奥氏体的等温转变很一致。 X射线衍射的结果表明，电阻率的变化很可能是由低温马氏体转变时部分具有高能量的原子运动而引起的。,因此，电阻率的变化归因于少量残留奥氏体的等温转变或马氏体的微量松弛。,奥氏体的等温转变：一个钢种加热形成奥氏体后，以不同冷却方式冷却下来的过程中，随着时间和温度改变所发生的分解转变现象。 马氏体的微
4、量松弛：马氏体中含碳质量分数越高，晶格畸变越大，淬火应力越大，以及存在越多的显微裂纹 ，因此位错的移动能微量松弛局部的应力集中。,区：,-4070区间是马氏体时效的主要阶段。 070范围内时效电阻率曲线出现了峰值。这个阶段还发现刚刚淬火的马氏体消失，而低正方度马氏体出现。,上诉分析表明，时效过程与碳的扩散和马氏体中碳含量的减少相关。电阻的增大则说明出现了碳原子集团，它们造成散射。原子集团周围的畸变很大，随着原子集团的粗化，电子散射增强。与此同时，原子集团间距增大，畸变减少，当平均间距增大到一定尺寸时电子散射最为强烈，电阻率达到最高值。原子集团继续长大，随着畸变的减少，导致电阻率的减小，较大尺寸
5、的原子集团可能达到Fe4C的成分。,区：,马氏体回火过程其组织趋于均匀化，电子散射减少，电阻率减小。,实验结论：,马氏体的时效过程即是碳原子和合金元素的原子向位错及其它晶体缺陷处扩散偏聚，或碳化物的弥散析出，钉轧位错，使位错难以运动的现象。 电阻增大则表明出现了碳原子集团，它们造成电子的散射。 电阻率曲线清楚的表明，钢在回火前存在着时效过程，时效过程实质是原子的集团化。,Al-Si-Cu-Mg铸造合金的时效,Al-Si-Cu-Mg铸造合金：,铸造Al-Si合金具有高强度，低膨胀系数，良好的铸造性能及耐磨性。铸造Al-Si-Cu-Mg合金是在Al-Si合金中添加Cu和Mg元素，经热处理后获得高的
6、强度。其广泛应用于制造活塞、气缸体和汽缸盖、曲轴箱等铸件。,时效过程,对经过490 /8h+520 /8h水淬的Al-Si-Cu-Mg铸造合金在不同温度下进行时效，测出电阻率随时间的相对变化，结果如图1-33所示。,时效初期,电阻率随时间增加而增加，这与固溶体形成的G-P区相关。 G-P区：合金在时效处理过程中，随温度的上升和时间的延长，过饱和固溶体点阵内原子重新组合，生成的溶质原子富集区。由于G-P区的出现使导电电子发生散射，因而导致电阻增大。,时效中后期,当合金开始脱溶析出CuAl2和MgSi时，电阻开始下降。随时效温度的增高和时间的延长，新相的析出量增加，合金的电阻进一步下降。,Al-Si-Cu-Mg铸造合金的力学性能,时效硬化：,时效强度：,实验结论：,以上说明铸造铝合金在时效过程中形成大量的G-P区导致合金强化，从而能获得良好的力学性能。,Thank U！,
