CH61概述鋼中馬氏體晶體結(jié)構(gòu)PPT10級資料

1、CH61概述鋼中馬氏體晶體結(jié)構(gòu)PPT10級資料 本章內(nèi)容提要1.馬氏體的定義、馬氏體轉(zhuǎn)變的含義(M)相變的主要特征2022/8/222根本要求：1. 馬氏體的定義、馬氏體轉(zhuǎn)變的含義、2. 馬氏體(M)相變的五個主要特征的內(nèi)容3. 馬氏體的晶體構(gòu)造的類型、正方度4. 馬氏體的兩種根本形態(tài)是板條馬氏體和片狀馬氏體；影響馬氏體形態(tài)及其內(nèi)部亞構(gòu)造的因素5. 馬氏體轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)條件、驅(qū)動力、T0、MS的物理意義、Ms點很低的原因、馬氏體的形成條件、影響鋼的MS點因素6. 馬氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)主要有四種方式，各種方式的特征。7. 馬氏體轉(zhuǎn)變機制：形核理論、三種切變模型(本局部作一般理解)8. 馬氏體的性能：力

2、學(xué)性能的顯著特點、馬氏體高硬度(高強度)的本質(zhì)、強度和韌性與含碳量及亞構(gòu)造的關(guān)系；超塑性、高碳馬氏體的顯微裂紋9. 奧氏體穩(wěn)定化：熱穩(wěn)定化和機械穩(wěn)定化10. 馬氏體轉(zhuǎn)變的應(yīng)用(本局部作一般理解) 2022/8/223概 述“水與火合為淬(史記. 天官記)(公元前91年)“巧冶鑄干將之樸(窄長有短把的刀)，清水淬其鋒漢書. 王褒傳?搜神記?干將、莫邪(吳國一對鐵匠夫婦),也是古代鋒利的寶劍的代稱。?太平御覽蒲元傳?載三國時蜀人蒲元對他的“神刀淬火用水的選擇?！暗冻?，自言漢水鈍弱，不任淬用。蜀江爽烈，乃命人于成都取之。 ?北齊書列傳?(第四十一)，載東魏、北齊間(534577)的綦母懷文在“宿鐵刀

3、淬火時“浴以五牲之溺，淬以五牲之脂?？梢姰?dāng)時已采用含鹽的水和油作為具有不同冷卻速度的液冷介質(zhì)。明代宋應(yīng)星的?天工開物?中對制蹉的記載：“以已健劃成縱斜文理，劃時斜向入，那么方成焰。劃后燒紅，退微冷，入水健。其中“退微冷，就是預(yù)冷淬火工藝。 當(dāng)一樣成分的鋼以很快的速度冷卻(比方在水中冷卻)到室溫或更低溫度時(稱這種冷卻為淬火)。淬火獲得馬氏體是使鋼強韌化的先決條件。 干將 莫邪2022/8/224 1.馬氏體轉(zhuǎn)變的含義(鏈接) 指鋼從奧氏體狀態(tài)快速冷卻(即淬火)而發(fā)生的無擴散型相變，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為馬氏體。 是交換原子經(jīng)無擴散位移(均勻和不均勻形變)、由此產(chǎn)生形狀改變和外表浮突、呈不變平面應(yīng)變特征的一

4、級、形核長大型的相變。6.1 鋼中馬氏體的晶體構(gòu)造6.1.1 馬氏體相變和馬氏體的定義2022/8/225馬氏體定義的歷史2022/8/2262.馬氏體的定義： 馬氏體是碳溶于-Fe中的過飽和間隙式固溶體； 馬氏體是在冷卻過程中所發(fā)生的根本特征屬于馬氏體型轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。母相無擴散地、以慣習(xí)面為不變平面的切變共格的相變產(chǎn)物，統(tǒng)稱為馬氏體。 原子經(jīng)無擴散切變的不變平面應(yīng)變的晶格改組，得到的與母相具有嚴(yán)格晶體學(xué)關(guān)系和慣習(xí)面的含有高密度位錯、層錯或?qū)\晶等晶體缺陷的組織稱為馬氏體。2022/8/2276.1.2 鋼中馬氏體的晶體構(gòu)造 1. 馬氏體的點陣常數(shù)的變化 馬氏體具有正方點陣構(gòu)造，記為M或。馬氏

5、體轉(zhuǎn)變時，面心立方的奧氏體通過切變轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方的-Fe，此時碳原子仍停留在六個鐵原子所組成的八面體中心。碳原子位于面心或棱邊中心，即扁八面體的中心，碳原子溶入后，會使短軸(c軸)伸長，長軸(a軸)縮短，晶體構(gòu)造為體心正方。其軸比c/a不再等于1，稱為馬氏體的正方度 。2022/8/228馬氏體的晶胞模型(a)碳原子在馬氏體的晶胞中可能存在的位置(b)碳原子在馬氏體的晶胞中一組扁八面體間隙位置可能存在的情況(c)碳原子在馬氏體的晶胞中一組扁八面體間隙位置未填滿的情況2022/8/229 2. 馬氏體的正方度與碳含量的關(guān)系 馬氏體正方度與含碳量呈直線關(guān)系，含碳量愈高，正方度愈大，即：c 碳含量對

6、c，a的影響 c=0+ a=0+ c/a =1+ 式中：00.2861nm (-Fe點陣參數(shù))；=0.1160.002； =0.0460.001； =0.0130.002； 馬氏體碳含量(重量%)。2022/8/2210 3. 馬氏體的異常正方度 有些鋼的馬氏體的正方度遠偏離式(6-3)的數(shù)值，稱為異常正方度。 在高碳鋁鋼1.5%C，7%Al和高鎳鋼1.0%C，19%Ni中新淬火馬氏體，測試其正方度要高于式(6-3)給出的數(shù)值，稱為異常高正方度；當(dāng)溫度上升到室溫時，正方度下降。Ms點低于0的錳鋼0.6%-0.8%C,6%-7%Mn制成奧氏體單晶，淬入液氮，測試其在液氮溫度下的正方度要低于式(6

7、-3)給出的數(shù)值，稱為異常低正方度。 當(dāng)碳含量小于0.2%時，碳原子偏聚于馬氏體的位錯線或是均勻地分布在X、Y和Z三個位置上，即處于完全無序狀態(tài)。碳原子的存在雖然引起點陣常數(shù)的增加，但不會改變正方度。 合金元素對馬氏體的正方度影響不大。2022/8/2211 馬氏體的晶體構(gòu)造類型有兩種： 體心立方構(gòu)造(WC0.2%) a=bc 奧氏體具有面心立方點陣，溶入的碳原子位于鐵原子所組成的正八面體中心。2022/8/2212 6.1.3 馬氏體轉(zhuǎn)變具有一定的位向關(guān)系和慣習(xí)面 馬氏體轉(zhuǎn)變時馬氏體與奧氏體存在著嚴(yán)格的晶體學(xué)關(guān)系：位向關(guān)系和慣習(xí)面 相變時，整體互相挪動一段間隔 ，相鄰原子的相對位置無變化。作

8、小于一個原子間距位置的位移，因此奧氏體與馬氏體保持一定的嚴(yán)格的晶體學(xué)位向關(guān)系。 位向關(guān)系有：(1) K-S關(guān)系 (2) 西山(N)關(guān)系 (3) G-T關(guān)系 (4) K-V-N關(guān)系2022/8/2213 (1) K-S關(guān)系 1930年，庫爾鳩莫夫與Sachs在1.4%碳的碳鋼中發(fā)現(xiàn)，馬氏體與奧氏體有下述關(guān)系： 110M /111， M / 右圖為鋼中馬氏體在不同的(111)晶面上形成時可能有六種不同K-S關(guān)系。2022/8/2214 (2) 西山關(guān)系 1934年，西山在鐵鎳合金中發(fā)現(xiàn)，在室溫以上形成的馬氏體與奧氏體之間存在K-S關(guān)系，而在-70以下形成的馬氏體與奧氏體呈以下關(guān)系： 110M /1

9、11 M / 西山關(guān)系與K-S關(guān)系相比，晶面關(guān)系一樣，晶向關(guān)系相差516。2022/8/2215 (3) G-T關(guān)系 1994年，Grenigen與Troiano 在Fe-Ni-C合金中發(fā)現(xiàn)，馬氏體與奧氏體的位向接近K-S關(guān)系，但略有偏向，其中晶面差1度，晶向差2，稱為G-T關(guān)系。 110M /111差1， M /差2 2022/8/2216 6.1.4 慣習(xí)面 慣習(xí)面即馬氏體轉(zhuǎn)變的不變平面，馬氏體即在此平面上形成。慣習(xí)面總是平行或接近奧氏體的某一晶面，并隨奧氏體中含碳量及馬氏體形成溫度而變化。 當(dāng)WC 0.6%時，慣習(xí)面為111； 當(dāng)WC=0.6%1.4%時，慣習(xí)面為225； 當(dāng)WC=1.4%2.0%時，慣習(xí)面為259。 慣習(xí)面也可因馬氏體形成溫度而變化。