熱處理制度對馬氏體時效不銹鋼韌性和斷裂特征的影響_圖文

1、 金 屬 熱 , 處 理 學 報 , 第 卷 。 作 用 下 微 孔 在碳 化 物 質(zhì)點 處 優(yōu) 先 生 核 長 大 時效過程 中 , 并 沿 晶 擴展 連 接 , 表 現(xiàn) 為 沿 晶 迭 波 方 式 斷裂 照片 在 , , 鋼 中有 明 顯 的 時 效析 出相 沉 淀 , 如照片 # 、 所示 。 在 外力 作 用下 , 一 方 面 是 沉 淀 質(zhì) 點 易 于 誘 發(fā)形 成 裂紋 源 另 一 方 面 由 于 大 量 細 小 時 效 相 的 析 出 引 起 基 體硬 化 位 錯 受 到 束縛 , 滑移 過程受 阻 。 , 基 體 無 法 借 助 于 位 錯 的進 一 步 滑 移 來 吸 收 能

2、 量 , 因 而 在 裂紋 , 尖 端產(chǎn) 生 很 大 的應 力 集 中 照片 同時 在; , 227 。 面 上 析 出 的 時 效 質(zhì)點會 使 面 間 結(jié)合 力 降低 227 。 當應 力集 中 的 程 度 達 到 臨 界 解 理 斷 裂 應 力 時 顯 示 了 一 個 有趣 的 結(jié) 果 , , 裂 紋 將 以解理 方 式 沿 ; 面 擴展 。 0 它 表 明撕 裂 大都產(chǎn) 生 在 馬 氏 體 束 界 或晶 界 。 。 由于 裂 紋 在 晶 內(nèi)解 理 擴 展 時 同 一 束 內(nèi) 的 馬 氏體 板 條 是 以 小 角 度邊 界 相 鄰 的 束 界 或 晶 界 則 往 往 阻 止 了裂 照 片

3、的特征很 , , 紋 的解 理 傳 播 在 未 產(chǎn) 生 析 出 脆 化 的 束 界 或 晶 界 則大 都 以 撕 裂 的 形 式 相 連 馬 氏 體 板 條 束 是 最 小 的破 斷 單 位 。 好 地 說 明 了在 低碳 馬 氏 體 鋼 中 當 鋼 經(jīng) 中 間 等溫 處 理 后 , 有 些 馬 氏 體 板 條 邊 界 或 束 界 因 質(zhì) 點 的 非 均 勻 析 出而 脆 化 , 相 鄰 板 條中 傳 播 的 解 理 裂紋 易 于 在 這 些 板條 邊 界 和 束 界 交 匯 形 成 臺 階 它 不像 照 片 那 樣 形成 撕裂 嶺 對應 應 , 。 , 而 是 導致 了 照 片 , 所 示

4、的羽毛狀斷 口 花樣 。 花 樣 特 征 與 板條 馬 氏 體 結(jié)構(gòu)特 征 完 全相 舌狀 , ” 在 0 斷 口 圖 象 中 還 常能 看 到 照 片 22 7 。 所 示的 , 。 “ 花樣 , 這 是 與; 57 。 57 。 , 微 孿 晶相 對 沿; , , 面 傳 播 的 裂紋 與孿 晶交 截 時 , 改變方 向 , 繼之 沿; 。 傳播 “ , 從而 形 成 一 ” 個斜 面 當 通 過 孿 晶后 裂 紋 又 繼 續(xù)沿 ; 22 7 擴展 , 形成 照 片 227 。 所示 的 舌狀 花 樣 這種 。 花 樣 的 存 在 也 從另 一 個 側(cè) 面 證 明 了 鋼 中 準 解理 面

5、 是 ; 一 些 工 作 認 為 微 孿 晶 的 存在 可 以 導 致 解 理 斷 裂 后 , 例如 文獻 ! 認 為 。 # 2 鋼 分 級 淬 火處 5 22 1 “ 理 后 韌性 的 變 化 和 準 解 理 方 式 的發(fā) 生 與 鋼 中 孿 晶 數(shù) 量 增 加 有關(guān) 我 們 發(fā) 現(xiàn) 經(jīng) 高 溫 不 論 < 鋼或 處理 鋼 中微 孿 晶 數(shù) 量 均 增 加 , “ , 但 它 并 不 導 致 準 解 理 方 式斷裂 。 , 鋼 時效處 理后 。 有大 量 彌 散 質(zhì) 點 析 出 綜 上所 述 , 才導 致斷 裂 方 式 向 準 解 理 轉(zhuǎn)換 準解 理 ” 我們認 為將 歸 為 較復

6、雜 的 一 類 “ 解理 ” 可 能 是 恰 當?shù)?準 解理 往 八 內(nèi)時 效&黃點 = 淆 品 迭波 斷 裂 沿 , 8 迭波 斷 裂 9 處理 丈 氏 體 板條 間 出質(zhì) 點 品內(nèi)時 效 質(zhì)點 洽 品迭 波 十 穿 =770 迭 波 相 間斷 裂 準 解 理斷 裂 圖 < 、 兩 鋼 在 不 同 熱 處理 條 件 下自 彼微 組 織 及斷 裂 特 征 訓 第 期 熱 處 理 制 度 對 馬 氏體 時 效 不 銹 鋼韌 性 和斷 裂特征 的 影 響 , 往 形 成 于 基 體 組 織變 形能 力 不 均 勻 的 材 料 中 和 不變 形 的 “ 在裂紋 擴展 時 交 替形 成

7、一 些 變 形 的 , “ 塑性區(qū) 0 ” 脆性區(qū) ” 。 按 照 斷 裂 力學 的觀 點 。 , 裂 紋 傳 播過 程 中所做 的 斷 裂功 包括兩 部 分 , 破 壞 原 子 結(jié)合 鍵 所 消 耗 的 能 即 斷裂 界 面 能 和 產(chǎn) 生 塑 性 變 形 的塑 性 功 是 用 以 評 定 材 料 斷 裂性 質(zhì) 的依 據(jù) 功 主 要 表 現(xiàn) 為 破壞 原 子 面 鍵 合 %解 理 & 的 表 面 能 . 這 兩 部 分 功 的 相對 比 例就 斷裂 塑性 , 在 解 理裂 紋 傳 播 過 程 中材 料 基 本 上 不 發(fā) 生 塑 性變 形 而 在 韌 性斷 裂 中 由 于 基體產(chǎn) 生

8、 變 形 , 功 大 為 增加 在著 “ 常常 要 比 表 面 能 高 出 幾 倍 至 十 幾 倍 在 某 些 變 形 不 均 勻的基 體 組 織 中 則 同 時 存 ” “ ” 性 區(qū) %如 本 研究 中 鋼 內(nèi) 受到 時 效 脆 化 影 響 的 馬 氏 體本 身 & 和 塑 性 區(qū) %如 鋼 中 脆 , , 未發(fā) 生 明顯 脆 化 的 束 界 & 因 而 在裂紋 擴展 中交 替地 進 行 著解 理 和 變形 兩 個 過 程 準解 理花樣 # = , 形 成了 所 謂 示 。 綜 上所 述 可將 0 < 、 兩 鋼 在 不 同 熱 處 理 條件 下 顯 微 組 織 及

9、斷 裂 特 征 表 化 可 用 圖 意表 示 六 = 、 結(jié) 2 22 1 “ 論 , ? 1 “ # / + , ( + 和 ? ? 1 , / + , ( 馬 氏 體時 效不 銹 鋼 均 存在 高溫 緩 冷 脆 性 在 熱 加 / 22 1 2 工 及 熱 處 理 過 程 中 必 須 加 以 注 意 要 避免 ( 1 以 上 高 溫 緩 冷 或 是 經(jīng) 高溫 處 理 后 在 , = !22 范 圍 內(nèi) 長 期等 溫 停 留 22 1 ? 。 5 # 高溫 緩 冷 脆性 的 本 質(zhì) 在 于 重 新 加熱 至 3 %對 + 1, ? 1 粒 子 沿 原 奧 氏體 晶界 析 出 , 。 導 致

10、沿 晶破 斷 , 。 = 一 , 522 1 保溫 一 小 時 水 淬 可 使 晶 界 碳 化 物粒 子 重 新溶 解 25 2 “ 隨 后 的 快 冷 處 理 可 抑止 它 們 析 出 (2 1 ? 從而 消 除 脆 性 ( ( 進 一 步采 用 , , 3 % 對 含 + 鋼& 或 。 , 含 鋼 & 水淬 %反 復 三 次 & 的 熱處 理 工 藝 可 細 化 組 織 / 進一 步 提 高 韌 性 = 晶 內(nèi) 的 沉 淀 析 出是 導 致 2 27 。 2 2 1 / + , ( / 鋼時 效脆化 的 原 因 材 料 以 準 解 理方 式 破 斷 , , 解理 沿

11、 ; = 面進 行 。 ; 57 。 微 孿 晶 的 存在 不 對 , ( / + , / 鋼 準 解 理 斷 裂 發(fā) 生 重 要影 響 。 本文 承蒙 徐 祖 耀 教 授 審 閱 謹 此 表 示 謝意 > 考 = 參 5 2 # 8 峨 = = 文 獻 , 6 < 工 上 王否 < 1 9 又 = = = , 入 3 匯 。 = 。 0 5 入 % !5& , = 5 = = 于 只 只6 工 子 氣 月 于 = = = = 、 二二 。 , , 。9 = “ ? , % ! & = = = = = 1 = ? + ? + , = = = , = + +3。

12、 9 = , 氏 丁 們、, ,5 < % ! & ! 。 + _ 丁 , < ? 3 < = , % ! & = = ! = 月 3 人 , , 狂 ? 、 , % ! & 、 5 , = = 1 = = 6 八 1 33 6 ? < , 入 丁 , 0 、 八 , % !& , , = 5 = = 金嘉陵等 張 = 金 屬 熱處 理 , 上海 科 技 文 獻 出 版 社 &, ! ? 一 一 5 一 = , 理 化 檢 驗 物 理 分 冊 6 人 + , % ! & 5 = = 2 , ! 6 8 = = 飛 ( (

13、。 7 = 。 ,。 藝 3 、 = ! 人 ! %二 & , = ! 2 金 屬 熱 處 理 學 報 第 卷 9 ( 9 下 9 4 9 ( ( 9 9 / , / 9 / 3 / / 3 9 3 / % / ( 9 3 9/ 9 3 & < <1 ,/ ( 9 9 , 4 / / 3 / ( 9 / 9 ( ( /( ( ?1 / # + , / 9 ( ( ( + ? ?1 ( + / , ( / , 9 3 9 3 / / 9( 9 3( 3/ = ( 9 4 3/ 9 9 , 4 94 1 9 / 9/ 9 ( 39 / 9 3 9 4 / 9 / / ( / / 9 /( + %1 , + & / / % ( + & 3( /( 9 /9 ( / 9 3 ( ( 3 3( 3 ( 4 / / 9 4 9 9 , ( 9 9 / 9 ( / 9 3 9 / 9 9 9 3