試驗結(jié)晶過程的研究課件

§4-6M的機械性能一、M的高硬度和高強度碳質(zhì)量分數(shù)對馬氏體硬度的影響§4-6M的機械性能一、M的高硬度和高強度碳質(zhì)量分數(shù)對馬氏1、過飽和碳引起強烈的固溶強化一、M的高硬度和高強度

馬氏體中以間隙式溶入的過飽和碳原子將強烈地引起點陣畸變，從而形成以碳原子為中心的應力場，這個應力場與位錯發(fā)生交互作用而成為碳釘扎位措，故使馬氏體顯著強化。馬氏體是鋼中最硬的組織，馬氏體的硬度主要取決于其中的含碳量，與其它因素關(guān)系不大。但當含碳量增大到0.6%時，馬氏體的硬度不再繼續(xù)升高，大約為60-64HRC。1、過飽和碳引起強烈的固溶強化一、M的高硬度和高強度2、M中亞結(jié)構(gòu)引起的強化一、M的高硬度和高強度位錯強化孿晶強化2、M中亞結(jié)構(gòu)引起的強化一、M的高硬度和高強度位錯強化3、M的時效強化一、M的高硬度和高強度

馬氏體在淬火過程中，或淬火后在室溫停留期間，或在外力作用下，等等，往往都會發(fā)生“自回火”，即碳原子通過擴散發(fā)生偏聚甚至使碳化物彌散析出，使馬氏體晶體內(nèi)產(chǎn)生超顯微結(jié)構(gòu)的不均勻性，從而引起時效強化。3、M的時效強化一、M的高硬度和高強度馬氏體在淬4、組織細化產(chǎn)生的強化一、M的高硬度和高強度原始奧氏體晶粒大小和馬氏體束的尺寸對馬氏體的強度和硬度亦有一定影響，即奧氏體晶粒和馬氏體束的尺寸愈細，馬氏體的強度愈高，但總的來說，影響不太明顯。4、組織細化產(chǎn)生的強化一、M的高硬度和高強度原二、M的塑性和韌性馬氏體的塑性和韌性與其碳含量（或形態(tài)）密切相關(guān)。高碳馬氏體由于碳過飽和度大、內(nèi)應力高和存在孿晶結(jié)構(gòu)，所以硬而脆，塑性、韌性差，但晶粒細化得到的隱晶馬氏體卻有一定的韌性；而低碳馬氏體，由于過飽和度小，內(nèi)應力低和存在位錯亞結(jié)構(gòu)，則不僅強度高，塑性、韌性也較好。二、M的塑性和韌性馬氏體的塑性和韌性與其碳含量二、M的塑性和韌性二、M的塑性和韌性二、M的塑性和韌性鉻和碳含量對淬火馬氏體性能的影響。碳和鉻含量愈高，其屈服強度愈高，而斷裂韌性愈低。孿晶馬氏體的塑性和韌性差：（1）孿晶亞結(jié)構(gòu)的存在使滑移系減少，位錯要通過孿晶必須走“Z”字形，增加了形變阻力，引起應力集中；（2）鋼淬火時在孿晶馬氏體中往往易產(chǎn)生顯微裂紋；（3）碳原子在孿晶界偏聚。二、M的塑性和韌性鉻和碳含量對淬火馬氏體性能的影二、M的塑性和韌性結(jié)論：位錯型(板條狀)馬氏體具有相當高的強度、硬度和良好的塑性、韌性，即有高的強韌性；而孿晶型(片狀)馬氏體則強度、硬度很高，塑性、韌性低。二、M的塑性和韌性結(jié)論：位錯型(板條狀)馬氏體具有相當高的強二、M的塑性和韌性馬氏體片在高速長大時互相撞擊，或與奧氏體晶界相撞，產(chǎn)生了很高的應力場，而高碳片狀馬氏體本身又很脆，不能借塑性形變來松弛應力，故產(chǎn)生顯微裂紋。這種顯微裂紋既可能穿過馬氏體片，也可能沿馬氏體片的邊界出現(xiàn)。顯微裂紋一旦形成，便給鋼帶來了附加的脆性，在淬火應力的作用下將可能使顯微裂紋發(fā)展成為宏觀裂紋。顯微裂紋形成的傾向主要與奧氏體晶粒大小及其碳含量密切相關(guān)。奧氏體晶粒愈粗大，則早期形成的馬氏體片就愈大，其受別的馬氏體片撞擊的機會就越多，故顯微裂紋形成傾向愈大。奧氏體的碳含量愈高，其Ms點越低，從而使形成片狀馬氏體的傾向增大，故顯微裂紋形成傾向也愈大。對板條狀(位錯型)馬氏體來說，由于其塑性較好，加之板條平行生長，其相互撞擊的機會也較少，故不易出現(xiàn)這種裂紋。二、M的塑性和韌性馬氏體片在高速長大時互相撞擊，或與試驗結(jié)晶過程的研究課件二、M的塑性和韌性措施：低溫A化、短時保溫，降低A的含碳量，原A晶粒細化（高碳鋼）。二、M的塑性和韌性措施：低溫A化、短時保溫，降低A的含碳量，三、M的相變誘發(fā)塑性合金在馬氏體轉(zhuǎn)變過程中塑性有所增長，這種現(xiàn)象稱為相變誘發(fā)塑性。三、M的相變誘發(fā)塑性合金在馬氏體轉(zhuǎn)變過程中塑性有所增三、M的相變誘發(fā)塑性引起馬氏體相變誘發(fā)塑性的原因：（1）由于應變誘發(fā)馬氏體的產(chǎn)生，提高了加工硬化率，使已發(fā)生塑性形變的區(qū)域難于繼續(xù)發(fā)生形變，阻抑了頸縮形成，即提高了均勻形變的塑性；（2）塑性變形引起的應力集中處產(chǎn)生了應變誘發(fā)馬氏體，而馬氏體的比容比母相大，使該處的應力集中得到松弛，從而有利于防止微裂紋的形成；即使微裂紋已經(jīng)產(chǎn)生，裂紋尖端的應力集中也會因馬氏體的形成而得到松弛，從而有助于抑制微裂紋的擴展，其結(jié)果表現(xiàn)為使合金的塑性增加。三、M的相變誘發(fā)塑性引起馬氏體相變誘發(fā)塑性的原因：§4-6M的機械性能一、M的高硬度和高強度碳質(zhì)量分數(shù)對馬氏體硬度的影響§4-6M的機械性能一、M的高硬度和高強度碳質(zhì)量分數(shù)對馬氏1、過飽和碳引起強烈的固溶強化一、M的高硬度和高強度

馬氏體中以間隙式溶入的過飽和碳原子將強烈地引起點陣畸變，從而形成以碳原子為中心的應力場，這個應力場與位錯發(fā)生交互作用而成為碳釘扎位措，故使馬氏體顯著強化。馬氏體是鋼中最硬的組織，馬氏體的硬度主要取決于其中的含碳量，與其它因素關(guān)系不大。但當含碳量增大到0.6%時，馬氏體的硬度不再繼續(xù)升高，大約為60-64HRC。1、過飽和碳引起強烈的固溶強化一、M的高硬度和高強度2、M中亞結(jié)構(gòu)引起的強化一、M的高硬度和高強度位錯強化孿晶強化2、M中亞結(jié)構(gòu)引起的強化一、M的高硬度和高強度位錯強化3、M的時效強化一、M的高硬度和高強度

馬氏體在淬火過程中，或淬火后在室溫停留期間，或在外力作用下，等等，往往都會發(fā)生“自回火”，即碳原子通過擴散發(fā)生偏聚甚至使碳化物彌散析出，使馬氏體晶體內(nèi)產(chǎn)生超顯微結(jié)構(gòu)的不均勻性，從而引起時效強化。3、M的時效強化一、M的高硬度和高強度馬氏體在淬4、組織細化產(chǎn)生的強化一、M的高硬度和高強度原始奧氏體晶粒大小和馬氏體束的尺寸對馬氏體的強度和硬度亦有一定影響，即奧氏體晶粒和馬氏體束的尺寸愈細，馬氏體的強度愈高，但總的來說，影響不太明顯。4、組織細化產(chǎn)生的強化一、M的高硬度和高強度原二、M的塑性和韌性馬氏體的塑性和韌性與其碳含量（或形態(tài)）密切相關(guān)。高碳馬氏體由于碳過飽和度大、內(nèi)應力高和存在孿晶結(jié)構(gòu)，所以硬而脆，塑性、韌性差，但晶粒細化得到的隱晶馬氏體卻有一定的韌性；而低碳馬氏體，由于過飽和度小，內(nèi)應力低和存在位錯亞結(jié)構(gòu)，則不僅強度高，塑性、韌性也較好。二、M的塑性和韌性馬氏體的塑性和韌性與其碳含量二、M的塑性和韌性二、M的塑性和韌性二、M的塑性和韌性鉻和碳含量對淬火馬氏體性能的影響。碳和鉻含量愈高，其屈服強度愈高，而斷裂韌性愈低。孿晶馬氏體的塑性和韌性差：（1）孿晶亞結(jié)構(gòu)的存在使滑移系減少，位錯要通過孿晶必須走“Z”字形，增加了形變阻力，引起應力集中；（2）鋼淬火時在孿晶馬氏體中往往易產(chǎn)生顯微裂紋；（3）碳原子在孿晶界偏聚。二、M的塑性和韌性鉻和碳含量對淬火馬氏體性能的影二、M的塑性和韌性結(jié)論：位錯型(板條狀)馬氏體具有相當高的強度、硬度和良好的塑性、韌性，即有高的強韌性；而孿晶型(片狀)馬氏體則強度、硬度很高，塑性、韌性低。二、M的塑性和韌性結(jié)論：位錯型(板條狀)馬氏體具有相當高的強二、M的塑性和韌性馬氏體片在高速長大時互相撞擊，或與奧氏體晶界相撞，產(chǎn)生了很高的應力場，而高碳片狀馬氏體本身又很脆，不能借塑性形變來松弛應力，故產(chǎn)生顯微裂紋。這種顯微裂紋既可能穿過馬氏體片，也可能沿馬氏體片的邊界出現(xiàn)。顯微裂紋一旦形成，便給鋼帶來了附加的脆性，在淬火應力的作用下將可能使顯微裂紋發(fā)展成為宏觀裂紋。顯微裂紋形成的傾向主要與奧氏體晶粒大小及其碳含量密切相關(guān)。奧氏體晶粒愈粗大，則早期形成的馬氏體片就愈大，其受別的馬氏體片撞擊的機會就越多，故顯微裂紋形成傾向愈大。奧氏體的碳含量愈高，其Ms點越低，從而使形成片狀馬氏體的傾向增大，故顯微裂紋形成傾向也愈大。對板條狀(位錯型)馬氏體來說，由于其塑性較好，加之板條平行生長，其相互撞擊的機會也較少，故不易出現(xiàn)這種裂紋。二、M的塑性和韌性馬氏體片在高速長大時互相撞擊，或與試驗結(jié)晶過程的研究課件二、M的塑性和韌性措施：低溫A化、短時保溫，降低A的含碳量，原A晶粒細化（高碳鋼）。二、M的塑性和韌性措施：低溫A化、短時保溫，降低A的含碳量，三、M的相變誘發(fā)塑性合金在馬氏體轉(zhuǎn)變過程中塑性有所增長，這種現(xiàn)象稱為相變誘發(fā)塑性。三、M的相變誘發(fā)塑性合金在馬氏體轉(zhuǎn)變過程中塑性有所增三、M的相變誘發(fā)塑性引起馬氏體相變誘發(fā)塑性的原因：（1）由于應變誘發(fā)馬氏體的產(chǎn)生，提高了加工硬化率，