鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變

鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變之馬氏體晶體結(jié)構(gòu)、組織、性能馬氏體晶體結(jié)構(gòu)、組織、性能一、定義（1）馬氏體轉(zhuǎn)變：鋼從奧氏體狀態(tài)快速冷卻，抑制其擴(kuò)散性分解（低于MS點(diǎn)發(fā)生的無(wú)擴(kuò)散型相變叫做馬氏體轉(zhuǎn)變。值得注意的是基本特征屬于馬氏體轉(zhuǎn)變的相變，其相變產(chǎn)物都稱為馬氏體。（2）馬氏體：鋼中的馬氏體就其本質(zhì)來(lái)說(shuō)，是碳在a-Fe中過(guò)飽和的間隙固溶體。二、馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)馬氐體晶休結(jié)構(gòu)低碳鋼或無(wú)按合金中的馬氏體休心正方含碳量較高鋼中的馬氐體 1二、馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)馬氐體晶休結(jié)構(gòu)低碳鋼或無(wú)按合金中的馬氏體休心正方含碳量較高鋼中的馬氐體 1 | du三、馬氏體的組織形態(tài)Ou三、馬氏體的組織形態(tài)O代療亍?U東子可能位置Q理原子振動(dòng)范曲鋼中馬氏體有兩種基本形態(tài)：板條馬氏體（位錯(cuò)馬氏體）、片狀馬氏體（又稱針狀馬氏體）。（1）板條馬氏體板條馬氏體是在低碳鋼、中碳鋼、馬氏體時(shí)效鋼、不銹鋼等鐵基合金中形成一種典型的馬氏體組織。a）結(jié)構(gòu)形態(tài)：馬氏體板條（D）-馬氏體束（B-2條;C-1條）-板條群（3?5個(gè)）-板條馬氏體；

if圖9-28椀鬲狀4氏體靠箴b）密集的板條之間通常由含碳量較高的殘余奧氏體分割開(kāi)，這一薄層殘留奧氏體存在顯著地改善鋼的力學(xué)性能；誓9-29誓9-29桁臬烏甬體的c）板條馬氏體內(nèi)有大量位錯(cuò)，這些位錯(cuò)分布不均勻。形成胞狀亞結(jié)構(gòu)，稱為位錯(cuò)胞，所以又稱位錯(cuò)馬氏體。（2）片狀馬氏體高碳鋼（叭＞0.6%）、叫產(chǎn)30%的不銹鋼及一些有色金屬和合金，淬火時(shí)形成的片狀馬氏體組織。

a）結(jié)構(gòu)形態(tài)：片狀馬氏體的空間形態(tài)呈凸透鏡狀，由于試樣拋磨與其截面相截，因此在光學(xué)顯微鏡下呈針狀或竹葉狀，故片狀馬氏體又稱針狀馬氏體或竹葉狀馬氏體；b）顯微組織特征：馬氏體片互相不平行，在一個(gè)奧氏體晶粒內(nèi)，第一片形成的馬氏體往往貫穿整個(gè)奧氏體晶粒，并將其分割成兩半，使以后形成的馬氏體片尺寸越來(lái)越小。c）尺寸：最大尺寸取決于原始奧氏體晶粒大小，奧氏體晶粒越大，則馬氏體片越粗大。d）隱晶馬氏體：當(dāng)最大的馬氏體片細(xì)小到光學(xué)顯微鏡不能分辨時(shí)，便成為“隱晶馬氏體”在生產(chǎn)中正常淬火得到的馬氏體，一般都是隱晶馬氏體；e)撫幣度位￡中骨線f)顯微裂紋：馬氏體形成速度極快，在其相互碰撞或奧氏體晶界相撞時(shí)將產(chǎn)生相當(dāng)大的應(yīng)力場(chǎng)，片狀馬氏體本身硬而脆，不能通e)撫幣度位￡中骨線f)顯微裂紋：馬氏體形成速度極快，在其相互碰撞或奧氏體晶界相撞時(shí)將產(chǎn)生相當(dāng)大的應(yīng)力場(chǎng)，片狀馬氏體本身硬而脆，不能通?一”片狀馬氏體的亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶，因此片狀馬氏體又稱孿晶馬氏體。孿晶通常分布在馬氏體的中部，不擴(kuò)展到馬氏體片的邊緣區(qū)，在邊緣區(qū)有高密度的位錯(cuò)。在含碳量叫>1.4%的鋼中可見(jiàn)到馬氏體片中的中脊線，它是高密度的細(xì)的微細(xì)孿晶區(qū)；過(guò)滑移或?qū)\生變形使應(yīng)力得以松弛，因此容易形成撞擊裂紋。通常奧氏體晶粒越大，馬氏體片越大，淬火后顯微裂紋越多。顯微裂紋的存在增加了高碳鋼零件的脆性，在內(nèi)應(yīng)力的作用下顯微裂紋將會(huì)逐漸擴(kuò)展成宏觀裂紋，可以導(dǎo)致工件開(kāi)裂或使工件的疲勞壽命明顯下降。g)馬氏體中的形態(tài)主要取決于奧氏體的含碳量，從而與鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度MS點(diǎn)有關(guān)，奧氏體含碳量越高，則MS、Mf點(diǎn)越低。碳含量 形態(tài) 形成溫度(一般情況)?<0.2% 板條馬氏體 200°C以上C3>0.6% 片狀馬氏體 200C以下C

f揑岀于巔Snn1 ndaoif揑岀于巔Snn1 ndaoin1mi由■ah) 合金元素對(duì)馬氏體形態(tài)的影響：Cr、Mo、42OMn、Ni(降低MS點(diǎn))和Co(升高M(jìn)S點(diǎn))的元素都增加形成片狀馬氏體的傾向。四、馬氏體的性能馬氏體力學(xué)性能顯著特點(diǎn)：高強(qiáng)度、高硬度；含碳量對(duì)馬氏體性能的影響：硬度主要取決于含碳量。3Cv0.5%時(shí)馬氏體的硬度隨著含碳量增加急劇增高，當(dāng)3C>0.6%左右雖然馬氏體硬度有所增高，但是由于殘余奧氏體量增加，反而使得鋼的硬度有所下降；QQ蘭--M因區(qū)田□ZE苗｛山曲黏JR4IW■舌匕；否鮮旦黏￥眩（3） 合金元素對(duì)馬氏體的硬度影響不大，但可以提高強(qiáng)度；（4） 馬氏體高強(qiáng)度、高硬度的硬度是多方面的，主要包含：固溶強(qiáng)化、相變強(qiáng)化以及時(shí)效強(qiáng)化，具體介紹如下：?固溶強(qiáng)化：間隙原子處于a相晶格的八面體間隙中，造成晶格的正方畸變，并形成了一個(gè)應(yīng)力場(chǎng)。該應(yīng)力場(chǎng)與位錯(cuò)發(fā)生強(qiáng)烈的交互作用，從而提高馬氏體的強(qiáng)度。相變強(qiáng)化：馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)在晶體內(nèi)造成密度很高的晶格缺陷，無(wú)論板條馬氏體中的高密度位錯(cuò)還是片狀馬氏體中的孿晶都阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而使馬氏體強(qiáng)化；時(shí)效強(qiáng)化：馬氏體形成以后，碳及合金元素的原子向位錯(cuò)或其他晶格缺陷處擴(kuò)散偏聚或析出，釘扎位錯(cuò)，使位錯(cuò)難以運(yùn)動(dòng)，從而造成馬氏體強(qiáng)化；（5） 馬氏體板條群或馬氏體片尺寸越小，則馬氏體強(qiáng)度越高；這是由于馬氏體相界面阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)而造成的，原始奧氏體晶粒越小，則馬氏體強(qiáng)度越高；馬氏體的塑性和韌性主要取決于它的亞結(jié)構(gòu)：孿晶馬氏體：高強(qiáng)度、但韌性