CH6.1 概述、钢中马氏体晶体结构(10级)
- 格式:ppt
- 大小:1.01 MB
- 文档页数:18
实验 钢中马氏体组织观察马氏体是钢和一些铁合金的重要的基本组织。
随着合金种类和成份的变化马氏体的形态和内部精细结构等也跟着变化,这些变化对马氏本的机械性能会产生很大影响。
因此掌握马氏体的组织形态特征并了解影响组织形态的各种因素是十分必要的。
一、马氏体的组织形态近年来,随着薄膜透射电子显微技术的发展,人们对马氏体的形态及其精细结构进行了详细的研究,发现钢中的马氏体组织形态虽然是多种多样,但就其特征而言,大体可分为板条群集状马氏体、透镜片状马氏体、蝶状马氏体、薄片状马氏体、ε—马氏体等。
其中最常见的是板条群集状马氏体和透镜片状马氏体。
下面对这两种常见的马氏体形态进行较详细的介绍,其他马氏体形态只作一般介绍。
1.板条群集状马氏体 板条群集状马氏体是在低碳钢、中碳钢、马氏体时效钢、不锈钢等铁系合金中生成的一种典型的马氏体组织。
这种马氏体在光学显微镜下的组织特征主要是由尺寸大致相同平行排列的板条状马氏体群组成。
所以称此马氏体为群集状马氏体(参看图1-61)。
近年来用电子显微镜研究的结果,发现板条内有密度很高的位错,位错密度约为(0.3~0.9)×1012cm -1,为此,有时也称板条群集状马氏体为位错型马氏体(见图1~62)。
此外,在板条内的局部地区也有孪晶存在,但数量很少,不是主要的晶格缺陷。
板条群集状马氏体与母相奥氏体的晶体学位向关系是K ~S 关系,惯习面为(111)γ;18~8型奥氏体不锈钢中的板条群集状马氏体的惯习面是(225)Γ。
应用透射电子显微镜测定板条宽度范围在0.025~2.25μ之间,大多数板条的宽度为0.1~0.2μ之间。
相同方向的板条马氏体群之内,相邻板条之间并不严格平行而是以小角度晶界相间,板条群之间以大角度晶界相间。
实验证明,改变奥氏体化温度,即改变奥氏体晶粒大小,对板条宽度几乎没有影响,图1-61板条马氏体在光学显微镜下的组织形态 图1-62板条马氏体在电子显微镜下的组织形态但板条群的大小却随奥氏体晶粒的增大而增大,两者之间的比大致不变。
谁给解释一下珠光体,马氏体,贝氏体,索氏体,莱氏体等,其形成条件及形状,以及其力学性能莱氏体:是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体,其含碳量为ωc=4.3%。
当温度高于727℃时,莱氏体由奥氏体和渗碳体组成,用符号Ld表示。
在低于727℃时,莱氏体是由珠光体和渗碳体组成,用符号Ld’表示。
因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体,所以硬度高,塑性很差。
/view/530917.html?wtp=tt(莱氏体中文名称:莱氏体英文名称:ledeburite 定义:高碳的铁基合金在凝固过程中发生共晶转变所形成的奥氏体和碳化物(或渗碳体)所组成的共晶体。
机械工程(一级学科);机械工程(2)_热处理(二级学科);机械工程(2)一般热处理名词(三级学科)莱氏体(ledeburite)莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体,其含碳量为ωc=4.3%。
当温度高于727℃时,莱氏体由奥氏体和渗碳体组成,用符号Ld表示。
在低于727℃时,莱氏体是由珠光体和渗碳体组成,用符号Ld’表示,称为变态莱氏体。
因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体,所以硬度高,塑性很差,分为高温莱氏体和低温莱氏体两种。
奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称高温莱氏体,用符号Ld或(A+Fe3C)表示。
由于其中的奥氏体属高温组织,因此高温莱氏体仅存于727℃以上。
高温莱氏体冷却到727℃以下时,将转变为珠光体和渗碳体机械混合物(P+Fe3C),称低温莱氏体,用Ld'表示。
莱氏体含碳量为4.3%。
由于莱氏体中含有的渗碳体较多,故性能与渗碳体相近,即极为硬脆。
莱氏体的命名得自Adolf Ledebur (1837-1916)。
关于他,我们只知道他是Bergakademie Freiberg的第一个"Eisenhüttenkunde"教授,并因在1882年发现了铁碳"Mischkristalle" 而闻名。
马氏体组织马氏体马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
最先由德国冶金学家Adolf Martens(1850-1914)于19世纪90年代在一种硬矿物中发现。
马氏体的三维组织形态通常有片状(plate)或者板条状(lath),但是在金相观察中(二维)通常表现为针状(needle-shaped),这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。
马氏体的晶体结构为体心四方结构(BCT)。
中高碳钢中加速冷却通常能够获得这种组织。
高的强度和硬度是钢中马氏体的主要特征之一。
中文名:马氏体外文名:martensite释义:黑色金属材料的一种组织名称提出者:阿道夫·马滕斯一、马氏体发展史1、马氏体19世纪90年代最先由德国冶金学家阿道夫·马滕斯(Adolf Martens,1850-1914)于在一种硬矿物中发现。
马氏体最初是在钢(中、高碳钢)中发现的:将钢加热到一定温度(形成奥氏体)后经迅速冷却(淬火),得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。
1895年法国人奥斯蒙(F.Osmond)为纪念德国冶金学家马滕斯(A.Martens),把这种组织命名为马氏体(Martensite)。
人们最早只把钢中由奥氏体转变为马氏体的相变称为马氏体相变。
20世纪以来,对钢中马氏体相变的特征累积了较多的知识,又相继发现在某些纯金属和合金中也具有马氏体相变,如:Ce、Co、Hf、Hg、La、Li、Ti、Tl、Pu、V、Zr、和Ag-Cd、Ag-Zn、Au-Cd、Au-□n、Cu-Al、Cu-Sn、Cu-Zn、In-Tl、Ti-Ni等。
目前广泛地把基本特征属马氏体相变型的相变产物统称为马氏体(见固态相变)。
2、组成类型常见马氏体组织有两种类型。
中低碳钢淬火获得板条状马氏体,板条状马氏体是由许多束尺寸大致相同,近似平行排列的细板条组成的组织,各束板条之间角度比较大;高碳钢淬火获得针状马氏体,针状马氏体呈竹叶或凸透镜状,针叶一般限制在原奥氏体晶粒之内,针叶之间互成60°或120°角。
马氏体晶体结构马氏体晶体结构(最常见的晶体结构)是指在高于其转化温度下存在的稳定相。
一般说来,各种不同的原子半径对应着不同的相,因而由各种原子半径所组成的几种相之间就有共格或间隙两类相的区别。
1)同素异形体,例如铁素体和渗碳体。
它们与纯金属晶体一样都具有面心立方晶胞,但其晶格中的原子排列方式却不同。
铁素体中C 原子全部填在晶胞的体心上,具有等边三角形晶格。
渗碳体中C原子也全部填在晶胞的体心上,但每个C原子各占据着一条短而直的奥氏体轴,形成的是六方晶胞。
这样,铁素体晶格的面积大,但晶格缺陷多;渗碳体晶格的面积小,但晶格缺陷少。
2)原子晶体结构,简称晶体。
具有相同空间点阵的一类原子集合体,这些空间点阵称为晶胞。
一个晶胞可以容纳一定数目的原子,即具有一定数目的原子。
通常所说的晶体是指原子晶体。
人们日常生活和生产中接触到的固体物质,绝大多数是多晶体,只有少数单晶体。
自然界中的矿石、岩石大多是多晶体,它们是天然产物。
在三种同素异形体中,只有铁素体有对称性。
其余两种均无对称性,都有一些特殊晶体结构,如体心立方晶胞中,还有一个含C、 H 原子的八面体。
3)过渡系列,铁碳合金的马氏体、托氏体、奥氏体、贝氏体,过冷奥氏体的回复和再结晶等。
无论哪一种过渡系列,均具有面心立方晶胞。
过冷奥氏体也具有六方晶胞,回复到奥氏体状态时也具有正六方晶胞。
铁碳合金马氏体的晶胞,除了原子位置不同外,其他形状与铁素体相似,因此通常称之为类铁素体。
4)异相系列,由过渡系列形成的固态物质称为异相。
例如钢在淬火后,一般都具有马氏体或贝氏体组织,而且这两种组织是完全不同的。
但在工业纯铁中,马氏体和贝氏体也可同时存在,这是由于奥氏体保持较高的溶碳能力,当奥氏体中的含碳量增加到一定程度时,奥氏体中的含碳量达到饱和,剩余的含碳量很少,这时如果再继续增加含碳量,则将不再析出贝氏体,只能获得单一的马氏体组织。
,自发形成等轴晶粒。
6,铁碳合金不仅有一系列相组成,而且各相组成和比例也各不相同。
马氏体(用M表示)马氏体1、马氏体通常是指碳在a-Fe中的过饱和固溶体。
2、钢中马氏体的硬度随碳含量的增加而提高。
高碳马氏体硬度高而脆,低碳马氏体则有较高的韧性。
马氏体在奥氏体转变产物中硬度最高。
理论上来说,马氏体是通过钢进行淬火而直接形成的,含碳量越低,所需的过冷度就越大。
所以当含碳量低到一定程度后,就不能够形成马氏体了。
马氏体的正常显微状态是呈针状的。
马氏体的特点是硬度高,韧性差。
它也是钢材淬火后的基本组织,通过对马氏体进行回火,可得到其他不同的金相组织。
所以马氏体在热处理中是极为重要的一章。
高碳马氏体硬而脆,韧性很低。
硬度HB600-700。
组织很不稳定,硬度很高,脆性很大,延伸率和断面收缩率几乎为零。
板条马氏体(低碳马氏体)有较高的强度和良好的塑性、韧性,抗拉强度1200-1600MPa,延伸率10%,断面收缩率40%,冲击功为600KPa•m(可能为60J,需进一步验证)钢中马氏体的形态很多,淬火钢中形成的马氏体形态主要与钢的含碳量有关.,但就其单元的形态特征和亚结构的特点来看有五种,即:板条马氏体、片状马氏体、蝶状马氏体、薄片状马氏体、薄板状马氏体。
其中主要有两种类型,即板条状马氏体和片状马氏体最为常见。
4、钢的马氏体转变当奥氏体的冷却速度大于VK,并过冷到MS以下时,就开始发生马氏体转变.。
由于马氏体转变温度极低,过冷度很大,而且形成的速度很快,使奥氏体向马氏体的转变只发生r-Fe向a-Fe的晶格改组,而没有铁,碳原子的扩散.所以马氏体的含碳量就是转变前奥氏体的含碳量,由于a-Fe中最大溶碳量为0.0218%,所以马氏体是碳在a-Fe中的过饱和间隙固溶体.。
:马氏体转变温度:马氏体转变温度以下不在转变。
内完成转变。
在低于Mz以下不在转变Ms-Mz(Ms=230°C,Mz=-50°C)内完成转变板条马氏体:低碳钢中的马氏体组织是由许多成群的、相互平行排列的板条所组成,故5、板条马氏体称为板条马氏体。