钢的淬火和回火分析.pptx

第七章钢的淬火和回火（1）引言7.1马氏体相变的基本理论7.1.1马氏体相变的基本特征2．表面浮凸和形状改变3．惯习面及其不应变性Fe—0.5—1.4C{225}γ钛合金{344}β孪生切变马氏体相变有宏观应变惯习面无宏观可测的应变5．马氏体内往往有亚结构高密度位错或细微孪晶（铁基合金）孪晶或层错（有色合金）应变在宏观上均匀，微观不均匀。----M内的细微亚结构是相变时局部不均匀切应变的结果。新旧相之间的比容差异引起共格相界点阵弹性畸变和相界张应力，只依靠协调塑性变形来松弛。6．马氏体相变的可逆性钢中M←→γ→α+Fe3C，但碳钢中奥氏体与马氏体间的可逆反应难以观察到，因为马氏体在加热过程中易分解。有色合金中如铜合金、钛合金SMA中马氏体转变的可逆性易测OM,SEM,TEMimagesfortheLathmartensitein0.13wt.%CSteelquenchedfrom1273KT<TE,GM＜Gγγ→M铁基合金马氏体相变的临界驱动力约为1050J/mol7.1.3马氏体相变的形核7.1.4马氏体相变的晶体学7.1.5马氏体相变的动力学恒温马氏体Ms点以下的温度停留，马氏体数量依靠新核与长大逐渐增加。共格应变，诱发新的M核心形成，热激活，长大快但相变慢。7.2钢中的马氏体相变2．马氏体的组织形态Type1:Lathmartensite低碳钢、低碳合金钢、马氏体时效钢不锈钢Sub-microstructure:high-densitydislocations束内条间可能有3~10nm薄膜A，在低C的中可富C达0.4~1.04%C。可见铁原子切变可容许C扩散。别名：位错M位错源于点阵不变切变，为相变亚结构。Fe-32Ni合金M电镜照片影响马氏体形态的因素含碳量:C%增加,片状增多<0.2％时，全为板条状马氏体0.2~0.4%,80%板条状0.4~0.8%,板条状+片状>1.0％时,全为片状马氏体Lathmartensiteinthe2.25Cr-1Molowalloyedsteelquenchedinwaterafteraustenizing.LenticularmartensiteinFe-32%Nialloy.工艺参数：形成温度高,板条状；形成温度低,片状LMstandsforlathmartensite,TMfortwinmartensite,andCforcarbidesinFe1.4C1.6Cr1.5Al0.35Si0.42Mnheatingat900OCfor30minthenquenchedinwater.(Continued),heatedat900OCfor60minthenquenched3．MechanicalpropertiesofM(1)Strengthening:Fromsolidsolution间隙原子:非对称畸变中心(碳原子)的非均匀应力场会与位错产生强烈的交互作用，因而强烈阻碍位错运动，导致强化。马氏体中溶入替代溶质原子导致强化(2)Plasticityandtoughness在相同强度下，板条状马氏体的塑性和韧性均优于片状马氏体（含碳量、原始晶粒大小）Reasoning:a.板条状位错易沿滑移面运动，片状晶机械孪生变形受相变孪晶制约。b.板条状晶中的条界和领域界阻止裂纹扩展，片状晶中的孪晶界造成位错塞积，使孪晶界产生应力集中而出现微裂纹。c.平行的板在长大过程中不会互相冲撞，互成一定角度的片状晶在高速长大时可能互相冲撞，产生微裂纹。d.板条状晶中含有高密度位错，位错处的碳原子偏聚区或优先析出的碳化物相对地比较细小、均匀。片状晶中碳原子偏聚于孪晶界，碳化物沉淀也多集中于孪晶界，在外力作用下，微裂纹易于沿孪晶界扩展。e.板条M低脆性转变温度、低缺口敏感7.2.2钢中马氏体相变的一些基本规律1．马氏体相变的温度范围及其影响因素Ms~Mf含C%增大，M转变点下降。SSSSfromhigherCcontent!C%<0.6%,Mf下降更快；C%>0.8%,下降慢合金元素，降低Ms（Al、Co提高Ms）奥氏体化温度高，Ms高?(ThermalStresshelpsshearstrain!Butiftheamountofdefectsreduces,nucleationofMwillbemoredifficult!)冷却速度一般很少影响Ms2．马氏体相变的速度:10-7sforapieceofM3．惯习面、孪晶面和位向关系惯习面:板条状{111}γ，recently{557}γ片状:changewithalloy,e.g.0.5~1.4C%{225}γ,1.5~1.8C%{259}γ,Forsamesteel,whenT<Ms,{259}γchangesto{225}γwithTincrease.