第五章-马氏体转变ppt课件.ppt
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1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第五章马氏体转变经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 M M转变的晶体学转变的晶体学 M M的组织形态的组织形态*M M转变的特点转变的特点*M M转变热力学、动力学转变热力学、动力学*M M转变机制转变机制 M M的性能与影响因素的性能与影响因素*本章主要内容本章主要内容经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购
2、买商品的价款或接受服务的费用 马氏体的形成温度较低,使得碳原子难以扩散马氏体的形成温度较低,使得碳原子难以扩散,它是,它是由过冷奥氏体按无扩散型转变机制的转变产物,马氏体的由过冷奥氏体按无扩散型转变机制的转变产物,马氏体的含碳量与过冷奥氏体含碳量相等,晶格同于铁素体的体心含碳量与过冷奥氏体含碳量相等,晶格同于铁素体的体心立方类似。体心立方晶格的铁素体在室温含约立方类似。体心立方晶格的铁素体在室温含约0.008%C,对共析钢马氏体的晶格内含约对共析钢马氏体的晶格内含约0.77%C,为此导致体心立,为此导致体心立方晶格发生畸变,因此马氏体是方晶格发生畸变,因此马氏体是-Fe的过饱和固溶体的过饱和固
3、溶体,用,用符号符号“M”表示。表示。马氏体概述马氏体概述经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 M转变是钢件热处理强化的主要手段,是通过转变是钢件热处理强化的主要手段,是通过淬火实现淬火实现 化学成分不同,性能有极大差异化学成分不同,性能有极大差异低碳钢:低碳钢:M有较高强度和韧性有较高强度和韧性高碳钢:硬度很高,塑性韧性极低高碳钢:硬度很高,塑性韧性极低 性能与组织形态有密切关系性能与组织形态有密切关系马马 氏氏 体体 概概 述述经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到
4、的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 当奥氏体获得极大过冷度冷至当奥氏体获得极大过冷度冷至Ms以下以下(对于共析钢为对于共析钢为230以下以下)时,将转变成马氏体类型组织。马氏体转变属于低温转变,这个转时,将转变成马氏体类型组织。马氏体转变属于低温转变,这个转变持续至马氏体形成终了温度变持续至马氏体形成终了温度Mf,Mf以下时过冷奥氏体停止转变。以下时过冷奥氏体停止转变。5.1 5.1 马氏体的组织与性能马氏体的组织与性能经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用板条马氏体板条马氏体
5、钢中马氏体有两种基本形态:板条马氏体和片状马氏体钢中马氏体有两种基本形态:板条马氏体和片状马氏体v 板条马氏体板条马氏体马氏体组织形态马氏体组织形态w wc c在在0.25%0.25%以下时,基本上形成板条状马氏体(低碳马氏体)以下时,基本上形成板条状马氏体(低碳马氏体)钢中马氏体根据成分(含碳量)和冷却条件呈现不同的形态钢中马氏体根据成分(含碳量)和冷却条件呈现不同的形态经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 相相互互平平行行的的板板条条构构成成板板条条束束,一一个个奥奥氏氏体体晶晶粒粒有有几几个个(
6、3 35 5个个)板板条束条束 空间形态为扁条状,每个板条为一个单晶,空间形态为扁条状,每个板条为一个单晶,板条间有薄层残余奥氏体板条间有薄层残余奥氏体 板条马氏体内有高密度的位错缠结的亚结构,又称为位错马氏体板条马氏体内有高密度的位错缠结的亚结构,又称为位错马氏体马氏体组织形态马氏体组织形态板条马氏体金相组织照片板条马氏体金相组织照片马氏体板条组织结构示意图马氏体板条组织结构示意图经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用片状马氏体片状马氏体v 片状马氏体片状马氏体 当当w wc c 1.0%1.0%时时
7、,奥奥氏氏体体几几乎乎只只形形成片状马氏体(针状马氏体)成片状马氏体(针状马氏体)空间形态为双透镜状空间形态为双透镜状 光镜下为竹叶状或针状光镜下为竹叶状或针状马氏体组织形态马氏体组织形态经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用片状马氏体内部的亚结构主要是孪晶片状马氏体内部的亚结构主要是孪晶(孪晶马氏体)孪晶马氏体)片马氏体中的孪晶片马氏体中的孪晶 含碳量很高的片状马氏体可看到中脊面,含碳量很高的片状马氏体可看到中脊面,中脊面中脊面是高密度的孪晶是高密度的孪晶片马氏体中的中脊片马氏体中的中脊马氏体组织形态
8、马氏体组织形态经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 w wc c在在0.25%0.25%1.0%1.0%之间的奥之间的奥氏体则形成上述两种马氏体的氏体则形成上述两种马氏体的混合组织混合组织45钢混合状马氏体钢混合状马氏体v 混合状的马氏体混合状的马氏体 含碳量越高,条状马氏体量含碳量越高,条状马氏体量越少而片状马氏体量越多越少而片状马氏体量越多马氏体组织形态马氏体组织形态0.25%0.25%1.0%1.0%混合状的马氏体混合状的马氏体wc 1.0%wc 1.0%片状马氏体片状马氏体wc0.25%wc2
9、00200板条马氏体板条马氏体 200200片状马氏体片状马氏体经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用v 马氏体的硬度和强度马氏体的硬度和强度马马氏氏体体的的硬硬度度主主要要取取决决于于马马氏氏体体的的含含碳碳量量,通通常常情情况况是是随含碳量的增加而升高。随含碳量的增加而升高。马氏体的性能马氏体的性能1 1完全淬火后深冷得到完全马氏体完全淬火后深冷得到完全马氏体2 2Ac1Ac1AccmAccm之间淬火(不完全淬火)之间淬火(不完全淬火)未溶的碳化物能提高耐磨性未溶的碳化物能提高耐磨性3 3高于高于A
10、c3Ac3及及AcmAcm淬火(完全淬火)淬火(完全淬火)尽管马氏体硬度增加,但随碳质量分数增加,残余奥氏体量增尽管马氏体硬度增加,但随碳质量分数增加,残余奥氏体量增加,降低了淬火钢硬度加,降低了淬火钢硬度经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用马氏体的性能马氏体的性能高碳马氏体具有很高的强度和脆性;高碳马氏体具有很高的强度和脆性;低碳马氏体既具有相当的强度,又有良好的韧性低碳马氏体既具有相当的强度,又有良好的韧性v 马氏体的硬度和强度马氏体的硬度和强度马马氏氏体体的的高高硬硬度度和和高高强强度度来来源源
11、于于固固溶溶强强化化、相相变变强强化化、时效强化、细晶强化时效强化、细晶强化马马氏氏体体的的强强度度主主要要与与原原奥奥氏氏体体晶晶粒粒大大小小、马马氏氏体体板板条条束的大小有关束的大小有关经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用马氏体的性能马氏体的性能马马氏氏体体的的高高硬硬度度和和高高强强度度来来源源于于固固溶溶强强化化、相相变变强强化化、时效强化、细晶强化时效强化、细晶强化高强度与硬度的本质高强度与硬度的本质相变强化相变强化:不均匀切变产生大量缺陷(?):不均匀切变产生大量缺陷(?)固溶强化固溶强化
12、:碳原子溶入形成过饱和固溶体:碳原子溶入形成过饱和固溶体时效强化时效强化(第二相弥散强化第二相弥散强化):形成碳化物:形成碳化物M M形态和大小形态和大小:孪晶和位错(孪晶高于位错),原始:孪晶和位错(孪晶高于位错),原始A A晶粒和晶粒和M M板条愈细,强度愈高。板条愈细,强度愈高。思考:为什么同为碳的固溶体,思考:为什么同为碳的固溶体,A A中的固溶强中的固溶强化效果远低于化效果远低于M M中的固溶效果?中的固溶效果?经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用马氏体的塑性和韧性主要取决于碳质量分数和它的
13、亚结构马氏体的塑性和韧性主要取决于碳质量分数和它的亚结构可以利用低碳合金钢淬火后得到较多的残余奥氏体来提可以利用低碳合金钢淬火后得到较多的残余奥氏体来提高材料的塑韧性。高材料的塑韧性。v 马氏体的塑性和韧性马氏体的塑性和韧性马氏体的性能马氏体的性能 C%C%0.4 0.4 韧性较高韧性较高 C%C%0.40.4,硬而脆,硬而脆马氏体的韧性主要决定于它的亚结构马氏体的韧性主要决定于它的亚结构位错型(板条)位错型(板条)M具有相当高的强度、硬度和良好的塑性具有相当高的强度、硬度和良好的塑性韧性;孪晶型(片状)韧性;孪晶型(片状)M强度硬度高,塑性、韧性很低强度硬度高,塑性、韧性很低经营者提供商品或
14、者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用v 马氏体转变超塑性马氏体转变超塑性马氏体的性能马氏体的性能v 马氏体的物理性能马氏体的物理性能钢的各种组织中,马氏体比容最大,奥氏体最小钢的各种组织中,马氏体比容最大,奥氏体最小这是淬火时产生淬火应力,导致变形应力的主要原因这是淬火时产生淬火应力,导致变形应力的主要原因相变塑性:低于母相屈服强度下发生塑性变形相变塑性:低于母相屈服强度下发生塑性变形在开始转变点在开始转变点s s以上加应力,随应力增加,塑性增大以上加应力,随应力增加,塑性增大v 高碳马氏体显微裂纹高碳马氏体显微裂纹
15、马氏体高速形成时撞击而成马氏体高速形成时撞击而成高碳钢易开裂的原因高碳钢易开裂的原因经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用5.2 5.2 马氏体转变的主要特征马氏体转变的主要特征(1 1)马氏体转变的非恒温性)马氏体转变的非恒温性 马马氏氏体体体体积积分分数数的的增增加加靠靠不不断断产产生生新新马马氏氏体体片片,而而不不是是原原有有马氏体的长大马氏体的长大 在任一过冷度下,转变量是有限的,生长速度是极快的在任一过冷度下,转变量是有限的,生长速度是极快的 转变量取决于冷却到达的温度,与在某温度的停留时间无
16、关转变量取决于冷却到达的温度,与在某温度的停留时间无关马马氏氏体体转转变变时时,新新相相和和母母相相的的点点阵阵间间保保持持共共格格关关系系,相相界界面面上上的的原原子子既既属属于于马马氏氏体体又又属属于于奥奥氏氏体体。这这种种界界面面称称为为“切切变变共共格格”界界面面第二类共格界面第二类共格界面转变以切变的方式完成晶格重构转变以切变的方式完成晶格重构表面浮凸表面浮凸表面浮凸表面浮凸(2 2)表面浮凸现象和共格性)表面浮凸现象和共格性 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(4 4)共格关系和惯习现象
17、共格关系和惯习现象晶体学特点晶体学特点v 共格关系共格关系v 惯习现象惯习现象K-SK-S关系关系110)M/111 111M/110西山关系西山关系(N(N关系关系)110)M/111 111M/211G-TG-T关系关系M新相和母相之间保持切变共格性新相和母相之间保持切变共格性 惯习面惯习面111 225 259马氏体形成温度降低马氏体形成温度降低5.2 5.2 马氏体转变的主要特征马氏体转变的主要特征(3 3)无扩散性)无扩散性晶体学特点晶体学特点马氏体形成极快,远超过原子扩散速度,故为无扩散型切变。马氏体形成极快,远超过原子扩散速度,故为无扩散型切变。马氏体与奥氏体成分相同马氏体与奥氏
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