《固态相变 教学课件 ppt 作者 刘宗昌第6章淬火钢的回火转变6.2马氏体分解时α》由会员分享，可在线阅读，更多相关《固态相变 教学课件 ppt 作者 刘宗昌第6章淬火钢的回火转变6.2马氏体分解时α（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、6.2 马氏体分解时相的变化,随着回火温度的提高和时间的延长，碳原子偏聚区将转变为碳化物。 马氏体中碳化物的析出，马氏体（ 相）中的含碳量则不断降低，使得马氏体的正方度不断下降。 相的物理状态不断发生改变。,1、马氏体的分解,早在20世纪30年代，.等应用X射线结构分析方法测定了高碳马氏体经不同温度回火后的正方度，结果如表 。,含碳量为1.4%的马氏体回火后点阵常数、正方度与碳含量的关系,双相分解的假说,从表中可见，当回火温度在室温至100时，出现了两个不同的正方度（125回火时为一个正方度）。认为是出现了两种不同含碳量的相。据此提出了马氏体双相分解的假说。 此数据太陈旧，而且是1.4%C高碳
2、钢；其假说与近年来的测定结果不符。,近年来的研究测定表明，在100以下，高碳马氏体和中碳马氏体中均形成了碳原子偏聚气团DC 、HC 。试验证明，此回火温度下尚未析出碳化物，只有碳原子气团。 弘津气团趋向于在同一晶面上出现，并形成若干个小片组成的碳原子片状畴，畴的尺寸约为几个nm，已经为透射电子束的点阵条纹所证实。 在100以下,组织结构为：相+ DC 、HC,TEM Fe-1.5C（a）、 35CrMo（b）马氏体80回火组织，没有观察到碳化物析出 。,在100及100以上才有-Fe2C, - Fe2.4C碳化物的析出。在100以上，为： 相+ DC 、HC -Fe2C或 - Fe2.4C 随
3、着回火温度升高，正方度越来越小。说明随着-Fe2C, - Fe2.4C碳化物的析出，马氏体中的碳含量连续的不断降低，而且只有一个正方度。 碳化物的析出过程中，碳原子来得及远程扩散，马氏体进行单相分解过程。因此在-Fe2C, - Fe2.4C碳化物的析出时不存在两个相。,双相分解的学说应当摒弃,据研究测定，碳原子的扩散速度足以跟得上马氏体长大速度，那么，在-Fe2C, - Fe2.4C碳化物的析出时，碳原子能够进行远距离的扩散，即相中的碳含量不断连续降低，不可能形成两个相，即不存在双相分解。 因此，双相分解的学说应当摒弃。,300时，正方度接近于1,250回火时，正方度已经降低到1.003.一般
4、认为回火温度达到300时，正方度接近于1，相中的碳含量已经接近平衡态，这时Fe-C马氏体分解过程基本结束。 即300以上，相实际上为体心立方的铁素体组织。但铁素体的形貌仍然为条片状。,2、相物理状态的变化,2.1亚结构的变化 马氏体中的高密度位错、精细孪晶等亚结构在回火时将发生一系列的变化 。 位错重新排列，密度降低、孪晶消失，亚晶块形成，马氏体板条界面消失。,位错密度下降，回复。,淬火马氏体中存在高密度位错，密度可高达0.30.91012cm-2，存在较高的位错能，故在回火时将发生回复。回复初期，部分位错，其中包括小角度晶界，即板条界面上的位错将通过滑移与攀移而相消。从而位错密度下降，部分板
5、条界面消失。向相邻板条合并而成宽的板条。剩余的位错也将重新排列形成位错缠结，逐渐转化为胞块。 在400以上回火时，回复已经清晰可见。由于板条合并变宽，再也看不清完整的板条，但能看到边界不清的亚晶块 。,718钢(瑞典钢号)回火托氏体中的亚晶,孪晶消失（250350）,淬火马氏体中的孪晶亚结构消失。 当回火温度高于250时，孪晶开始消失。GCr15淬火态经过350回火后，大部分孪晶已经消失，出现胞块。但片状马氏体的形貌特征仍然保持着。 （注意：由于等温形成贝氏体，故在250以上形成的贝氏体中 ，难以发现孪晶。孪晶只能存在于少数下贝氏体中。）,再结晶，回火索氏体。,碳素钢的相由于杂质和化学元素的作
6、用，再结晶温度需高于600。在此温度下，一些位错密度低的胞块将长大成等轴的铁素体晶粒。碳化物也聚集成颗粒状，并且均匀地分布在铁素体晶粒内。 再结晶后，原来板条状马氏体的特征完全消失。这种组织称为回火索氏体。 合金钢中，由于合金元素的作用，提高了再结晶温度，例如，30CrMnSi钢马氏体经过700、回火500h，再结晶才刚刚开始。,2.2相中内应力的消除,1)淬火冷却的不均匀，钢件各部位冷却不均，温度不均，造成热应力； 2)同时，由于组织转变不同时性，而造成相变应力。 3)热应力和组织应力合并成为淬火钢件的内应力。,内应力按平衡范围的大小分为三类,第一类内应力：即存在于钢件整体范围内，各个部位之
7、间的内应力； 第二类内应力：在晶粒或亚晶范围内处于平衡的内应力： 第三类内应力：存在于一个原子集团范围内的处于平衡的内应力。 回火过程中，随着回火温度的升高，原子活动能力增加，位错和孪晶的运动而密度减少，使得内应力不断降低直至消除。,第一类内应力的消失,经过200、500回火1小时，随着马氏体分解和相的回复，内应力显著降低。 回火温度愈高，内应力消除率愈高。到550回火一定时间，第一类内应力可以基本上消除。,0.7%C钢圆柱体（18mm）从900淬火时 热处理应力及与回火温度的关系。,0.3%C钢淬火回火内应力的变化,第二类内应力的消失,在晶粒或亚晶范围内处于平衡的内应力能够引起点阵常数的改变，因此可以用点阵常数的变化表示，也称第二类畸变。 在高碳马氏体中应力可高达约为150Mpa.相当于马氏体的屈服极限。随着回火温度的升高和时间的延长，淬火第二类内应力，第二类畸变将不断地下降。,第二类畸变随着回火温度的变化 1综合影响；2淬火畸变；3碳化物共格畸变； 4.5碳化物转变为渗碳体的转化畸变。,回火时间对 的影响,第三类内应力的消失,1)这个存在于一个原子集团范围内的处于平衡的内应力，是由于碳原子间隙溶入马氏体晶格而引起的。因此，随着马氏体的分解，碳原子不断从相中析出，则第三类内应力不断下降。 2)对于碳素钢而言，马氏体在300左右分解完毕，那么，第三类内应力应当在此温度消失。,
