金属固态相变整理 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/7/1 7:39:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

定义 奥氏体 C在r-Fe中的固溶体 珠光体 马氏体(相变) 贝氏体(相变) (1)也是α相与碳化物的两相机械混合物,非层片状组织(过饱和铁素体和渗碳体的机械混合物) (2)钢经奥氏体化后过冷到珠光体相变与马氏体相变之间的中温区时,将发生贝氏体相变,亦称为中温转变。(兼有切变共格型相变和扩散型相变) (1)上B: 在贝氏体相变区较高温度范围内形成的贝氏体。(350~550℃) ■一束大致平行分布的条状α和夹于条间的断续条状碳化物的混合物。 (2)下B:在贝氏体相变区较低温度范围内形成的贝氏体。(350℃~Ms) ■暗黑色针状或片状 共析碳钢加热奥氏体化后缓慢冷却,在(1)碳在α- Fe中的过饱和间隙固溶体。 稍低于A1温度时奥氏体将分解为铁素(2)将钢经奥氏体化后快速冷却,抑制其体与渗碳体的混合物。(片状或层状) 扩散性分解,在较低温度下发生的无扩散型相变。(切变共格型相变) 组织特征/相变主要特征 等轴状的多边形晶粒 随转变T下降,片层间距S0减小 (1)片状珠光体:S0约150~450nm(A1-650℃) (2)索氏体:S0约为80~150nm(600-650℃) (3)屈氏体:S0约为30~80nm(550-600℃) (1)切变共格和表面浮突现象 ▲M的形成是以切变方式进行的,同时马氏体和奥氏体之间界面上的原子是共有的,是以母相的切变来维持共格关系的,为第二类共格界面。 (2)无扩散性 ▲钢中r转变为M时,仅由面心立方点阵通过切变改组为体心立方(或体心正方)点阵,而无成分变化。 ▲低温下,原子扩散速度极小,相变已不可能以扩散方式进行。 (3)位向关系和惯习面 ① K-S(Kurdjumov-Sachs)关系(24) 110?//111??111??//?110?? ②西山(Nishiyama)关系 (12) ''?111??//?110??'110?//111?' ③G-T(Greninger-Troiaon)关系 ?111??//?110??'112?//110?' ▲M的惯习面常见的有三种:{111}γ、{225}γ和{259}γ (4)在一个温度范围内完成相变:必须将奥氏体快速冷却(大于临界冷却速度)至某一温度以下才能发生马氏体相变,这一温度称为马氏体相变开始点,以Ms表示。 (5)可逆性:冷却时,r可以通过M相变机制转变为M,同样,重新加热时,M也可以通过逆向M相变机制转变为r 形成/转变/相变机制 由铁素体和渗碳体两相组成的珠光体加热到Ac1上时转变为单相r。α+Fe3C→r (1)形核:通常在铁素体和渗碳体两相界面上 (2)长大:向铁素体和渗碳体两个方向长大 (3)剩余碳化物溶解:长大中的奥氏体溶解铁素体速度大于溶解渗碳体,所以铁素体先消失留下残余渗碳体 (4)奥氏体均匀化:持续加热保温或者r→α+Fe3C (1)片状P (2)粒状P:通过片状P中渗碳体的球状化获得(球化退火) 领先相:△T小,Fe3C领先相 △T大,α领先相 亚共析钢中α领先相 过共析钢中Fe3C领先相 共析钢中一般认为Fe3C领先相 会画切变模型 (1)K-S (2)西山 (3)G-T (1)恩金贝氏体相变假说 (2)柯俊贝氏体相变假说 借助碳原子的扩散,使奥氏体中碳的分布均匀 形成速度影响因素/转变动力学影响因素/影响Ms点的主要因素/相变动力学及其影响因素 (1)加热温度:T高v快,且形核率I和长大速度G均增大(I>G)。温度越高,获得的起始晶粒度越细小。 (2)碳含量:含量高v快,碳化物数量增多,铁素体与渗碳体的相界面面积增大,因而增加了奥氏体的形核部位,使形核率增大。同时,碳化物数量增多后,使碳的扩散距离减小,并且随奥氏体中碳含量增加,碳和铁原子的扩散系数增大。 (3)原始组织:原始组织中碳化物分散度越大,相界面越多,I大。 (4)合金元素:影响碳化物的稳定性及碳在奥氏体中的扩散系数 (1)化学成分的影响 ①含碳量的影响: 亚共析钢:随着奥氏体中碳含量的增高,析出先共析铁素体的孕育期增长,析出速度减慢。同时,珠光体转变的孕育期亦随之增长,转变速度减慢。 过共析钢:在完全奥氏体化(加热温度高于Acm)情况下,随着钢中碳含量的增高,碳在奥氏体中的扩散系数增大,渗碳体的形核率增大,先共析渗碳体析出的孕育期缩短,析出速度增大。 ②合金元素的影响:大多数合金元素都降低珠光体转变的形核率和长大速度,因而影响珠光体的形成速度。 ③合金元素的影响机制 (2)加热温度和保温时间的影响:提高加热温度或延长保温时间,相当于增加奥氏体中碳和合金元素的含量,都使珠光体转变的孕育期增长,转变速度降低。另一方面,随着温度升高和保温时间延长,奥氏体的成分愈加均匀,奥氏体晶粒也愈加粗大。这些都导致珠光体的形核位置减少,降低形核率和长大速度,从而推迟珠光体转变。所(1)化学成分的影响 ①C含量:C%越高,Ms越低,M形成越困难 ②合金元素:Co、Al,Ms上升;其他合金元素,Ms下降。 (2)形变与应力的影响:形变量越大,形变温度越低,则形变诱发马氏体转变量就越多。(在Ms~Mf之间进行塑性变形也可以促进马氏体相变) (3)奥氏体化条件的影响::r化程度高,Ms低 (4)淬火冷却速度的影响 (5)磁场的影响 (1)化学成分的影响 同M (2)奥氏体晶粒大小和奥氏体化温度的影响: 提高奥氏体化温度或延长时间,一方面使碳化物溶解趋于完全,使奥氏体成分均匀性提高,同时又使奥氏体晶粒长大,因而贝氏体相变速度减慢。但是,温度过高或保温时间过长时,又有加速贝氏体相变的作用。 (3)应力和塑性变形的影响:拉应力使贝氏体相变加速 (4)奥氏体冷却时在不同温度停留的影响