馬氏體轉(zhuǎn)變的主要特征(第七章 馬氏體相變.ppt)
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馬氏體轉(zhuǎn)變的主要特征
對于鋼來說,此時不僅鐵原子已不能擴散,就是碳原子也難以擴散。
故馬氏體轉(zhuǎn)變具有一系列不同于加熱轉(zhuǎn)變以及珠光體轉(zhuǎn)變的特征。
這里只提出幾個最重要的轉(zhuǎn)變特征,其它特征將在以后各有關(guān)的章節(jié)內(nèi)討論。
必須將奧氏體以大于臨界冷卻速度的冷卻速度過冷到某一溫度才能發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。
這一溫度稱為馬氏體轉(zhuǎn)變的開始溫度,也稱為馬氏。
第七章 馬氏體相變.ppt
馬氏體板條多被連續(xù)的殘余奧氏體薄膜所隔開,且板條間殘余奧氏體薄膜的碳含量較高,在室溫下很穩(wěn)定,對鋼的機械性能會產(chǎn)生顯著影響。
相鄰馬氏體板條一般以小角晶界相間,也可以呈孿晶關(guān)系,呈孿晶關(guān)系時板條間無殘余奧氏體存在。
位向關(guān)系:在一個馬氏體板條群內(nèi),馬氏體與奧氏體的位向關(guān)系均在KS和西山關(guān)系之間,并以處于二者之間的G-T關(guān)系最多。
馬氏體板條具有平直界面,界面近似平行于奧氏體的{111},即其慣習面。
相同慣習面的馬氏體板條平行排列構(gòu)成馬氏體板條群。
板條狀馬氏體的顯微組織構(gòu)成隨鋼的成分變化而改變。
碳含量小于0.3%時,馬氏體板條群及群中的同位向束均很清晰;碳含量在0.3~0.6%,板條群清晰,而同位向束不清晰;碳含量在0.6~0.8%,板條混雜生成的傾向性很強,無法辨認板條群和同位向束。
片狀馬氏體片狀馬氏體是鐵基合金中的另一種典型的馬氏體組織,常見于淬火高、中碳鋼及高Ni的Fe-Ni合金中,也稱透鏡片狀馬氏體,其光學顯微組織形態(tài)如圖所示。
Fe-32Ni合金的片狀馬氏體組織片狀馬氏體光鏡下片狀馬氏體的空間形態(tài)呈雙凸透鏡片狀,也稱為透鏡片狀馬氏體。
因其與試樣磨面相截在顯微鏡下呈針狀或竹葉狀,又稱為針狀或竹葉狀馬氏體。
片狀馬氏體的亞結(jié)構(gòu)主要為孿晶,所以又稱為孿晶型馬氏體。
片狀馬氏體的顯微組織特征為馬氏體片之間不相互平行。
片狀馬氏體內(nèi)有許多相變孿晶,孿晶接合部分的帶狀薄筋稱為中脊,中脊為高密度的相變孿晶區(qū)。
相變孿晶的存在是片狀馬氏體組織的重要特征。
孿晶間距大約為5nm,一般不擴展到馬氏體的邊界上,在馬氏體片的邊緣區(qū)域則為復(fù)雜的位錯組列。
片狀馬氏體顯微組織示意圖在一個成分均勻的奧氏體晶粒內(nèi),冷卻至稍低于Ms點時,先形成的第一片馬氏體將貫穿整個奧氏體晶粒而將其分割為兩半,使隨后形成的馬氏體的大小受到限制。
因此片狀馬氏體的大小不一,越是后形成的馬氏體片就越小。
根據(jù)亞結(jié)構(gòu)的差異,可將片狀馬氏體的亞結(jié)構(gòu)分為以中脊為中心的相變孿晶區(qū)(中間部分)和無孿晶區(qū)(片的周圍部分,存在位錯)。
在Fe-Ni合金中,Ni含量越高(Ms點越低),則孿晶區(qū)所占比例就越大。
對同一成分合金,隨Ms點降低(如改變奧氏體化溫度)孿晶區(qū)所占比例也增大。
其他馬氏體形態(tài)1)蝶狀馬氏體在Fe-Ni合金和Fe-Ni(Cr)-C合金中,當馬氏體在板條狀馬氏體和片狀馬氏體的形成溫度范圍之間的溫度區(qū)域形成時,會出現(xiàn)具有特異形態(tài)的馬氏體,這種馬氏體的立體形態(tài)為“V”形柱狀,其斷面呈蝴蝶形,故稱為蝶狀馬氏體或多角狀馬氏體。
蝶狀馬氏體兩翼的慣習面為{225},兩翼相交的結(jié)合面為{100}。
電鏡觀察證實,蝶狀馬氏體的內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)為高密度位錯,無孿晶存在,與母相的晶體學位向關(guān)系大體上符合K-S關(guān)系。
Fe-18Ni-0.7Cr-0.5C合金的蝶狀馬氏體2)薄片狀馬氏體在Ms點極低的Fe-Ni-C合金中可觀察到一種厚度約為3~10m的薄片狀馬氏體,其立體形態(tài)為薄片狀,與試樣磨面相截呈寬窄一致的平直帶狀,帶可以相互交叉,呈現(xiàn)曲折、分枝等形態(tài),如圖所示。
Fe-31Ni-0.28C合金的薄片狀馬氏體薄片狀馬氏體的慣習面為{259},與奧氏體之間的位向關(guān)系為K-S關(guān)系,內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)為{112}孿晶,孿晶的寬度隨碳含量升高而減小。
平直的帶中無中脊,這是它與片狀馬氏體的不同之處。
電鏡下薄片狀馬氏體3)馬氏體上述各種馬氏體都是具有體心立方(正方)點陣結(jié)構(gòu)的馬氏體(′)。
而在奧氏體層錯能較低的Fe-Mn-C或Fe-Cr-Ni合金中有可能形成具有密排六方點陣結(jié)構(gòu)的馬氏體。
Fe-16.4Mn-0.09C合金的馬氏體馬氏體呈極薄的片狀,厚度僅為100~300nm,其內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)為高密度層錯。
馬氏體的慣習面為{111}影響馬氏體形態(tài)及其內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)的因素1)化學成分母相奧氏體的化學成分是影響馬氏體形態(tài)及其內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)的主要因素,其中尤以碳含量最為重要。
在Fe-C合金中:在其他合金元素中,凡能縮小相區(qū)的均能促使得到板條狀馬氏體;凡能擴大相區(qū)的將促使馬氏體形態(tài)從板條狀轉(zhuǎn)化為片狀。
能顯著降低奧氏體層錯能的合金元素(如Mn)將促使轉(zhuǎn)化為馬氏體。
馬氏體形態(tài)與含碳量的關(guān)系0.2%C0.4。
4.2馬氏體相變的分類及動力學.ppt
1.按相變驅(qū)動力分類2.按馬氏體相變動力學特征分類4.2馬氏體相變的分類及動力學1.按相變驅(qū)動力分類1).相變驅(qū)動力大的馬氏體相變。
相變驅(qū)動力較大,達幾百卡/克原子.2).相變驅(qū)動力小的馬氏體相變。
這種相變的驅(qū)動力很小,只有幾卡/克原子到幾十卡/克原子。
如面心立方的母相轉(zhuǎn)變?yōu)榱较囫R氏體以及熱彈性馬氏體。
馬氏體和母相的自由焓與溫度的關(guān)系示意圖馬氏體相變動力學分為:①變溫相變動力學,碳素鋼、合金鋼的馬氏體相變一般屬于此類;②等溫相變動力學,在Fe-Ni-Mn等特殊合金中出現(xiàn);③爆發(fā)型轉(zhuǎn)變動力學,在Fe-Ni合金中出現(xiàn);此外,還有如在鉻軸承鋼和高速鋼中出現(xiàn)的變溫轉(zhuǎn)變兼有等溫相變的動力學。
2.按馬氏體相變動力學特征分類1).變溫馬氏體相變在Ms以下,隨著溫度的降低,馬氏體轉(zhuǎn)變量不斷增加,轉(zhuǎn)變量與(Ms-Tq)呈現(xiàn)線性關(guān)系。
用下式表示:其中,為常數(shù),取決于成分,對于碳素鋼,<0.011%C。
Fe-C合金變溫馬氏體相變動力學曲線30CrNi4Mo鋼馬氏體的變溫動力學曲線2).等溫馬氏體相變某些Fe-Ni-Mn,F(xiàn)e-Ni-Cr合金或某些高合金鋼,在一定條件下恒溫保持,經(jīng)過一段孕育期也會產(chǎn)生馬氏體,并隨著時間的延長,馬氏體量增加。
此稱為馬氏體的等溫形成Fe-Ni-Mn合金等溫馬氏體轉(zhuǎn)變動力學C-曲線軸承鋼等溫馬氏體組織U-0.85Cr合金等溫馬氏體轉(zhuǎn)變C-曲線。
3).爆發(fā)型馬氏體相變馬氏體點低于室溫的某些合金,當冷卻到一定溫度MB(MB。
那么以上的內(nèi)容就是關(guān)于馬氏體轉(zhuǎn)變的主要特征的介紹了,第七章 馬氏體相變.ppt是小編整理匯總而成,希望能給大家?guī)韼椭?/p>
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