第四章 马氏体相变
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第四章 马氏体相变随着科学技术的发展和人们对材料性能的要求越来越高,材料相变的研究也成为了一个热门的领域。
其中,固态相变是最为基础和广泛的相变形式之一。
在这其中,马氏体相变是一个相对特殊和有意义的相变过程。
一、马氏体相变的定义和分类马氏体相变,是指在含碳钢中,当钢经过一定的热处理过程后,在室温下形成一种具有变形性能的组织结构。
其核心原理是在高温下形成一种奥氏体,然后通过快速冷却过程,在室温下形成一种具有弹性、变形及塑性的马氏体组织结构。
根据马氏体相变的不同起始组织结构,其可以分为两种类型:一类是由完全奥氏体组成的马氏体相变,另一类是由贝氏体(以及在贝氏体上产生马氏体)组成的马氏体相变。
1.完全奥氏体马氏体相变当钢经过高温处理后,在其细小的晶粒中,完全转化为奥氏体组织。
通过钢的快速冷却 (通常在水、油、盐水等介质中进行),奥氏体中的部分碳原子被固溶,在马氏体的组织中重新排列,最终形成一种具有高强度和塑性的马氏体组织结构。
这种马氏体相变过程,称为完全奥氏体马氏体相变。
2.贝氏体马氏体相变贝氏体正常情况下是由冷却慢、回火温度低的钢中形成的。
它是由一种由铁与铁素体间化合物构成的细小晶粒组成的组织,这种组织强度比较低,韧性高,且具有较高的弹性变形和形变能力。
当这种钢经过高温处理后,由于组织发生了相变,大量贝氏体消失,而代替它的则是奥氏体组织。
这样在快速冷却的过程中,就会在奥氏体中形成一定数量的针状马氏体组织结构。
二、马氏体相变的影响因素马氏体相变的过程涉及到多个变量和影响因素,其中最重要的一些因素包括:1.冷却速度作为一种固态相变过程,马氏体相变的核心就是快速冷却过程。
通常来说,冷却速度越快,产生的马氏体组织也就越细小,强度也就越高。
2.合金元素含量合金元素在钢制造中有着重要的作用。
它们可以调节钢的合金成分和钢的性能,使钢的性能得到提升。
其中,加入Cr、Ni、Mn等元素可以有效地提高马氏体相变的开始和结束温度,这有利于得到良好的马氏体组织结构。
中内部相组成发生了变化,从而引起了钢的性能的变测得钢中马氏体是碳溶于α体,此,曾一度认为和固溶体四十年代前后,在亚点阵的概念发现,碳原子处于三种分布位置时,都能形成由碳原子构成的八面体,这种可能出现的原子阵列,称为点阵。
点阵,结果使的α度,称为新形成马氏体的正方度远高于公式给出的正方度,①切变共格和表面浮突现象变而使点阵发生改组,且一边凹陷,一边凸起,带动界面附近未转变的奥氏体也随之发生弹塑性马氏体转变切变示意图马氏体转变只有点阵改组而无成份变化,转变时原子做有规律的整体迁移,每个原子移动的距离不超过一个原子间距,且原子之间的相对位置不发生变化。
1、(有三种不同的取向,所以四种和{111}M但很快停止,不能进行到终了,需进一步降温。
始点种结构的过程。
①把面心立方点阵看做体心立方点阵,其轴比(为1.41长,使得轴比为①和马氏体板条具有平直界面,界面近似平行于奥氏体的面,所以一个奥氏体晶粒内可能形成四种马氏体板条束。
相同惯习面的马氏体板条平行排列构成马氏体板条群条间残余奥氏体薄膜的碳含量较高,在室温下很稳定,对钢的机械性能会产生显著影响。
亚结构:为与剧烈冷作硬化的光镜下片状马氏体是铁基合金中的另一种典型的马氏体组织,常见于淬火也称于氏体晶粒体的大小受到限制。
因此片状马氏体的大小不一,越是后形成向关系为中脊为高密度的相变孪晶区。
相变孪晶的存在是片状马氏体组织的重要特征。
孪晶间距大约为片的周围部分,存在高密度的位错(非孪晶区)。
1)蝶状马氏体板条状马氏体和片状马氏体的形成温度范围之间的温度区域这种马氏体的立体形态为Fe-18Ni-0.7Cr-0.5C蝶状马氏体的立体形状1)化学成分部亚结构的主要因素,其中尤以碳含量最为重要。
在随马氏体的形成温度降低马氏体;状。