奥氏体:碳在面心立方结构的铁(γ-Fe)中形成的固溶体性能特点:塑性好,强度较低,具有一定韧性,不具有铁磁性)马氏体:碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体,是奥氏体通过无扩散型相变转变的亚稳定相铁素体:碳溶入α-Fe中形成间隙固溶体,呈体心立方晶格结构,称为铁素体珠光体:是铁素体和渗碳体构成的机械混合物,由高温奥氏体冷却至727℃(共析相变点)以下的较高温度区间发生共析转变获得的层片状结构的产物组织遗传:钢在非平衡组织加热A化过程中因A晶核形成时晶体取向接近一致,各晶核长大后将类似合并为同一晶核长大的奥氏体晶粒,造成奥氏体晶粒尺寸复原的现象相遗传:淬火态钢加热转变时,母相将晶体缺陷遗传给新相的过程被称为相遗传起始晶粒度:钢在临界温度以上,奥氏体形成刚结束,其晶粒边界刚刚接触时的晶粒大小称为奥氏体的起始晶粒度本质晶粒度:钢加热到930℃±10℃、保温8小时、冷却后测得的晶粒度叫本质晶粒度表示钢在一定条件下A晶粒长大的倾向性实际晶粒度:某一具体热处理或热加工条件下的奥氏体的晶粒度叫实际晶粒度,它决定钢的性能 珠光体团:片状珠光体的片层位向大致相同的区域称为珠光体团相间析出:①碳(氮)化物颗粒若是在奥氏体-铁素体相界面上形成的,称其为相间析出。
②含有强碳(氮)化物形成元素的过冷奥氏体,在珠光体转变之前或转变的过程中可能发生纳米碳(氮)化物的析出,因为析出是在γ/α相界面上发生的,所以称为相间析出, 又称相间沉淀正方度:马氏体中晶格参数c与a的比值即c/a满足关系式c/a=1+0.46P时称为正方度异常正方度:新鲜马氏体的c/a 值低于或高于c/a=1+0.46P式的正方度Ms,As,Md,Ad的含义:Ms点为奥氏体和马氏体两相自由能之差达到相变所需的最小驱动力(临界驱动力)时的温度 Mf点为M相变终了点Md为塑性变形能促进M的最高温度 As点为逆转变的开始温度,较Ms高Ad(形变奥氏体点)可获得形变奥氏体最低温度Md:高于某一温度时,形变不再诱发M,可获得形变M的最高温度称为形变M点,用Md表示Ad:可获得形变诱发奥氏体的最低温度,称为形变奥氏体点,用Ad表示机械诱发马氏体相变:在Ms点以上,一定温度范围内进行塑性变形会促使奥氏体在形变温度下发生马氏体转变,这种因变形而促成的M相变,称为...奥氏体稳定化:使奥氏体转变为马氏体能力减低的一切现象,称为奥氏体的稳定化表现为Ms点降低、残余奥氏体量增多反稳定化:少量塑性变形不仅不产生稳定化,反而对M转变有促进作用的效应。
可认为由于内应力集中而有助于M胚核的形成或促进已存在的胚核的长大)奥氏体热稳定化:淬火时因缓慢冷却或在冷却过程中停留引起的奥氏体稳定性提高,而使马氏体转变迟滞的现象奥氏体机械稳定化:在 Md 点以上,对奥氏体进行塑性变形,当形变量足够大时,将抑制随后冷却时的马氏体转变,Ms点降低,残余奥氏体量增多,称为...热弹性马氏体:在冷却转变与加热逆转变时呈弹性长大与缩小的M称热弹性马氏体形状记忆效应:具有一定形状的固体材料,在某种条件下经过一定的塑性变形后,加热到一 定温度时,材料又完全恢复到变形前原来形状的现象热弹性M在低于As温度下变形 后加热到Af以上温度,通过M的逆转变使试样恢复到变形前形状的想象相变冷作硬化:由于M相变的切变特性将导致其高晶体缺陷区形成的马氏体的晶体缺陷密度更高,犹如母相将晶体缺陷遗传给了新生相,这一过程造成了材料的性能改变,如强度、硬度提高,这种过程被称之为相变冷作硬化淬透性:钢件能被淬透的能力,表征淬火时获得M的能力,其大小用一定条件下淬火获得的淬透层深度表示淬硬性:淬火所能达到的最大硬度,取决于M的碳质量分数基元:M转变属非扩散型相变,其长大速度一般较大,即M一旦形核便很快长大,整体爆发转变,而B转变不需要像M转变时那样大的过程,铁素体可按一片一片的顺序转变,而介于两者之间的铁素体以团状转变的基体称基元。
魏氏组织:指具有先共析片状铁素体或针状渗碳体加珠光体的组织,都成为魏氏组织孕育期:指金属及合金在一定过冷条件下等温转变时,等温停留开始至相转变开始的时间等温开始至转变开始这段时间)(不同等温温度下过冷液体的结晶均存在的一个孕育期,并且温度越高孕育期期长)淬火临界冷却速度:连续冷却转变图中的临界冷却速度:抑制某种相变过程发生,获得相应显微组织的最低冷却速度抑制碳化物析出、抑制铁素体析出、抑制珠光体转变、抑制贝氏体转变临界冷却速度;其中冷却速度最大的能够获得马氏体的冷却速度为临界淬火冷却速度临界冷却速度:抑制某种相变发生,获得相应显微组织的最低冷却速度二次淬火:残余奥氏体在回火加热,保温过程中不发生分解,而是在随后的冷却过程中转变为马氏体,即为二次淬火现象二次硬化:在回火第三阶段,随着渗碳体颗粒的长大,碳钢将不断软化,但是,当钢中 含有Mo,V,Ti等强碳化合物形成元素时,将减弱软化倾向,继续提高回火温度,将进入回火第四阶段,析出Mo2C,V4C3,TiC等特殊化合物,导致钢的再度硬化,称..抗回火稳定性:淬火钢在回火时抵抗强度、硬度下降的能力红硬性:红硬性是指材料在经过一定温度下保持一定时间后所能保持其硬度的能力回火脆性:钢淬火后回火的过程中,在某些特定的温度下进行回火保温时,回火后钢的脆性显著增大,称回火脆性。
碳化物的原位形核:碳化物在中间碳化物析出处形核析出并长大,这种碳化物一般会长的较大,犹如组织遗传碳化物的独立形核:碳化物不在中间碳化物析出处形核,而是在其他位置重新形核析出并长大,这种碳化物一般会发生在具有强碳化物形成元素的钢中,一般很细小,表现出强的弥散强化作用是二次硬化的根本原因之一奥氏体的等温冷却转变:(奥氏体在一定温度下等温时)37奥氏体的连续冷却转变:()材料的冷脆转变温度:在温度低于一个特定温度的时候,材料的吸收的冲击功会突然减小,从韧性转变为脆性,这一温度即为冷脆转变温度第一类回火脆性:(不可逆回火脆性),一般发生在200-350℃左右,这种脆性产生后,在更高的温度下回火时这种脆性不再出现,这种回火脆性与回火后的冷去方式无关,说明这种脆性是在加热保温时产生的实验表明这种脆性与低熔点化合物在晶界处沉淀析出有密切关系高温回火使这种低熔点化合物溶入晶内,冷却时不再析出第二类回火脆性:(高温回火脆性),一般发生在450-650℃之间,这种回火脆性与回火后的冷却方式有直接关系,快冷时不出现,慢冷时出现对已经产生这类回火脆性的,重新在此温度下回火保温并进行快速冷却,脆性消失,表现出可逆性.1、以珠光体为原始组织的共析钢为例,说明奥氏体等温转变的过程如何?画图说明转变驱动力为自由能差,转变通过扩散进行。
转变过程分为A核的形成,A核的长大,剩余渗碳体的溶解,A成分的均匀化①通常首先在A与渗碳体的交界面上形成,因为界面处能够满足A形核的成分条件、能量条件及结构条件②一般情况下A核的长大是通过渗碳体的溶解、碳原子在A中的扩散以及A两侧的界面向铁素体及渗碳体推移来进行的③铁素体消失时A的平均碳含量低于共析Z的碳含量,使A长大后期剩余未溶碳化物A形成第三阶段就是使剩余渗碳体溶解于A,直至完全溶解为止④完全转变为A时,A成分仍是不均匀的碳原子在A中将从浓度高的部位向浓度低的部位扩散,使A中碳的分布均匀化2、 画图说明加热速度对珠光体为原始组织的共析钢的奥氏体等温的影响如何?①提高加热速度导致A开始转变温度的提高,加快铁素体向A的晶体结构转变,C从Fe3C中溶解滞后,形成低碳A和Fe3C的混合组织,在相同的A化温度下,形成的A更不均匀,剩余Fe3C增多②当加热速度快到某种程度时,铁素体可切边转变成A,此时Fe3C可能不参与A相变而全部被残留下来3、连续加热时,奥氏体形成有何特点?①相变临界点随加热速度增大而升高相变临界点在快速加热条件下均向高温移动,加热速度越大,转变温度越高②奥转变的临界温度由一个固定的温度转变为一定的温度范围。
加热速度越大,各阶段转变范围为均向高温推移扩大,同时形成的温度范围越宽③奥氏体转变的速度随加热速度的增大而加快加热速度越快,斜平台的斜率越大,水平投影长度越短,说明奥氏体转变速度越快④奥晶粒随加热速度的增大而变细快速加热时,相变过热度增大,奥氏体形核率急剧增大,同时加热时间越短,奥晶粒来不及长大,因此奥晶粒得到细化⑤奥氏体成分的不均匀性随加热速度增大而增大快速加热条件下碳化物来不及充分溶解,碳及合金元素来不及充分扩散,从而造成奥氏体中碳及合金元素浓度很不均匀4、 为什么非平衡组织不宜直接加热淬火?非平衡组织在一定加热条件下所形成的A晶粒会出现继承或回复原始粗大晶粒的现象,即组织遗传,不仅不能细化晶粒,而且在继续加热时或延长保温时间时,晶粒会异常长大,造成混晶现象,降低钢的韧性,有较大的危害性非平衡组织加热一定温度以上还会形成针状A,促进组织遗传5、描述奥氏体晶粒度?各种晶粒度含义?①奥氏体晶粒度一般是指奥氏体化后的奥氏体实际晶粒大小奥氏体晶粒度可以用奥氏体晶粒直径或单位面积中奥氏体晶粒的数目等方法来表示奥氏体晶粒大小一般根据标准晶粒度等级图确定钢的奥氏体晶粒大小标准晶粒度等级分为8级,1~4级为粗晶粒度,5~8级为细晶粒度。
1级最粗,超过8级为超细晶粒②起始晶粒度:加热转变终了时所得奥氏体晶粒度称为起始晶粒,其大小称为起始晶粒度本质晶粒度:钢加热到930℃±10℃、保温8小时、冷却后测得的晶粒度叫本质晶粒度表示钢在一定条件下奥氏体晶粒长大的倾向性6、 为什么第二相颗粒能阻碍A晶粒长大?在实际材料中,在晶界或晶内往往存在很多细小难溶的第二项沉淀析出颗粒,当奥氏体晶粒形成后,在晶界上存在这些元素的碳氮化合物颗粒如AlN,NbC,TiC,VC等,这些颗粒硬度很高,难以变形,能够阻碍奥氏体晶界的迁移,对晶界起钉扎作用这些颗粒半径越小,所占的体积分数越大,阻止奥氏体长大效果越明显7、 画图说明片状珠光体的长大过程?画图说明粒状珠光体的产生过程?(1)①以渗碳体作为领先相为例均匀A冷却至A1以下时,首先在奥氏体晶界上产生一小片呈片状渗碳体晶核这种片状珠光体晶核按非共格扩散的方式向纵向和横向方向长大,如图a所示②渗碳体横向长大时,吸收了两侧的碳原子,而使其两侧的奥氏体碳含量降低, 当碳含量降低到足以形成铁素体时,就在渗碳体片两侧出现铁素体,如图b所示③铁素体横向长大时,必然向侧面的奥氏体中排出多余的碳原子,因而增加了侧面奥氏体的碳浓度,促进了另一片渗碳体的形成,出现了新的渗碳体片,如此连续进行下去,就形成了许多铁素体-渗碳体相间的片层。
这时,在晶界其他部分有可能产生新的晶核,如图c所示④当奥氏体中已形成了片层相间的铁素体与渗碳体的集团,继续长大时,在长大的珠光体与奥氏体的相界上也有可能产生新的另一长大方向的渗碳体晶核,如图d所示⑤原始奥氏体中各种不同取向的珠光体不断长大,而在奥氏体晶界上和珠光体-奥氏体相界上又不断产生新的晶核并不断长大,直到奥氏体全部变为珠光体时珠光体形成即告结束,如图e所示2)原始组织为片状珠光体在加热过程中,片状渗碳体可能自发地发生破裂和球化根据胶态平衡理论,第二相颗粒的溶解度与质点的曲率半径有关,曲率半径越小,其溶解度越高,片状渗碳体的尖角处溶解度高于平面处的溶解度,使得周围铁素体与渗碳体尖角接触处的碳浓度大于平面接触处的碳浓度,这就引起了碳的扩散,破坏了界面碳的浓度,致使渗碳体平面向外长大,如如此不断进行,最终形成了各处曲率半径相近的粒状渗碳体8、何为相间析出?相间析出产生的条件是什么?画图说明相间析出的基本过程?①含有强碳(氮)化物形成元素的过冷奥氏体,在珠光体转变之前或转变的过程中可能发生纳米碳(氮)。