固态相变原理第二章 钢中奥氏体的形成
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奥氏体形成的四个步骤_奥氏体形成的影响因素对于奥氏体,可能很多人都不太了解,尤其是奥氏体的形成原因及影响因素,是人们不太清楚的。
下面由店铺为你详细介绍奥氏体形成的步骤及影响因素。
奥氏体形成的四个步骤共析钢奥氏体冷却到临界点A1以下温度时,存在共析反应:A---F+Fe3C。
加热时发生逆共析反应:F+Fe3C----A。
逆共析转变是高温下进行的扩散性相变,转变的全过程可以分为四个阶段,即:奥氏体形核,奥氏体晶核长大,剩余渗碳体溶解,奥氏体成分相对均匀化。
各种钢的奥氏体形核形成过程有一些区别,亚共析钢,过共析钢,合金钢的奥氏体化过程中除了奥氏体形成的基本过程外,还有先共析相的溶解,合金碳化物的溶解等过程。
奥氏体形成的热力学条件:必须存在过冷度或过热度∆T。
奥氏体形核奥氏体的形核位置通常在铁素体和渗碳体两相界面上,此外,珠光体领域的边界,铁素体嵌镶块边界都可以成为奥氏体的形核地点。
奥氏体的形成是不均匀形核,复合固态相变的一般规律。
一般认为奥氏体在铁素体和渗碳体交界面上形核。
这是由于铁素体碳含量极低(0.02%以下),而渗碳体的碳含量又很高(6.67%),奥氏体的碳含量介于两者之间。
在相界面上碳原子有吸附,含量较高,界面扩散速度又较快,容易形成较大的浓度涨落,使相界面某一区域达到形成奥氏体晶核所需的碳含量;此外在界面上能量也较高,容易造成能量涨落,以便满足形核功的要求;在两相界面处原子排列不规则,容易满足结构涨落的要求。
所有涨落在相界面处的优势,造成奥氏体晶核最容易在此处形成。
奥氏体的形核是扩散型相变,可在铁素体与渗碳体上形核,也可在珠光体领域的交界面上形核,还可以在原奥氏体晶核上形核。
这些界面易于满足形核的能量,结构和浓度3个涨落条件。
奥氏体晶核的长大加热到奥氏体相区,在高温下,碳原子扩散速度很快,铁原子和替换原子均能够充分扩散,既能够进行界面扩散,也能够进行体扩散,因此奥氏体的形成是扩散型相变。
剩余碳化物溶解铁素体消失后,在t1温度下继续保持或继续加热时,随着碳在奥氏体中继续扩散,剩余渗碳体不断向奥氏体中溶解。
第一章:固态相变一般规律钢中的临界点(记住这些临界点的物理意义)◆A1、A2、A3、A4、Acm◆Ac1、Ac3、Accm◆Ar1、Ar3、Arcm第二章:奥氏体形成一、奥氏体的形成可以分为四个阶段:①奥氏体形核;②晶核向铁素体和渗碳体两个方向长大;③剩余碳化物溶解;④奥氏体成分均匀化。
二、影响奥氏体晶粒大小的因素三、什么是奥氏体的起始晶粒度,本质晶粒度和实际晶粒度,各有何意义?第三章、珠光体转变一、珠光体的形态有几种,片状珠光体分哪几种,性能各有何特点?二、什么是粒状珠光体,如何才能获得粒状珠光体?粒状珠光体和片状珠光体性能有何不同?三、什么是TTT图,在TTT图上都存在什么类型的固态相变?TTT图为什么呈现出C形状?四、影响C曲线的因素说什么?五、什么是CCT图,有何应用?什么是上临界冷速,什么是下临界冷速?有何意义?第四章、马氏体转变一、什么是钢种的马氏体?马氏体的相变的特征有哪些?二、掌握不同含碳量马氏体的形态特征,亚结构,惯习面和晶体结构。
三、马氏体组织为什么硬而脆?如何才能使用?四、根据CCT图会分析在不同的冷速下获得什么组织?第五章、贝氏体转变一、什么是贝氏体?贝氏体转变有何特征?二、掌握不同温度形成的贝氏体的形貌、亚结构及性能特点?第六章、马氏体的回火转变一、马氏体为什么要回火?马氏体的回火都包括那些内容?二、掌握不同含碳量的碳钢马氏体回火在不同温度下碳化物的析出贯序三、合金钢马氏体碳化物的析出贯序(以v、W、Mo、Cr为例)四、回火过程中基体α相有何变化?五、什么是二次淬火,什么叫二次硬化?研究他们有何意义?六、掌握不同回火温度形成的回火组织,组成及性能特点。
实验一 奥氏体的组织观察及奥氏体晶粒度测定一、 实验目的1.了解显示奥氏体晶粒的腐蚀方法;2.掌握奥氏体的典型组织特征及亚结构;3.研究加热温度对奥氏体晶粒的影响;4.应用软件测定奥氏体的晶粒度。
二、 实验原理钢加热到相变温度(临界点Ac1、Ac3、Accm )以上形成奥氏体组织。
奥氏体是碳在γ-Fe 中的间隙固溶体,具有面心立方结构。
溶C的位置主要是在八面体的晶格中心及棱边中点。
由于体积因素的限制,碳在γ-Fe 中的最大固溶度只有2.11%(重量)。
奥氏体的面心立方结构使其具有高的塑性和低得屈服强度,在相变过程中容易发生塑性变形,产生大量的位错或出现孪晶,从而造成相变硬化和随后的再结晶、高温下晶粒的反常细化以及低温下马氏体相变的一系列特点。
奥氏体的显微组织有两个特点:1)显微组织呈等轴多边形结构,且每三个晶粒的角度大致是120°,因为这样才能保证奥氏体处于能量最稳定的状态。
2)在奥氏体的组织中出现孪晶,主要是由于存在热应力导致相变过程中发生塑性变形的结果。
在铁碳合金中,奥氏体只在A 1温度以上才稳定,因此只有用高温显微镜才能观察图1 奥氏体的典型显微组织到它那等轴状的、并带有以{111}面为孪生面的孪晶晶粒组织。
但如果加入足够的合金元素,如锰、镍、钴等元素,会大大的扩大γ相区,可以使奥氏体在室温下稳定,因此对于某些合金钢,在常温下就可以直接观察到奥氏体的组织结构。
奥氏体的成分和晶粒大小对于它向其它组织转变得动力学影响很大,从而对钢的性能也有很大的影响。
奥氏体是在加热过程中形成的,因此钢的成分、加热温度和保温时间不同,从而会造成加热转变后的奥氏体晶粒大小有所差别,从而对材料的性能产生重要的影响。
因此了解奥氏体晶粒大小的控制是一个非常重要的内容。
三、实验内容及步骤本次实验旨在观察奥氏体组织的典型结构特征,了解奥氏体晶粒大小对于材料性能的影响。
1)制备试样根据实验条件和实验要求,选用1~2种钢材按标准制备和腐蚀试样。