鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變

鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變之馬氏體晶體結(jié)構(gòu)、組織、性能馬氏體晶體結(jié)構(gòu)、組織、性能一、定義（1）馬氏體轉(zhuǎn)變：鋼從奧氏體狀態(tài)快速冷卻，抑制其擴(kuò)散性分解（低于MS點發(fā)生的無擴(kuò)散型相變叫做馬氏體轉(zhuǎn)變。值得注意的是基本特征屬于馬氏體轉(zhuǎn)變的相變，其相變產(chǎn)物都稱為馬氏體。（2）馬氏體：鋼中的馬氏體就其本質(zhì)來說，是碳在a-Fe中過飽和的間隙固溶體。二、馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)馬氐體晶休結(jié)構(gòu)低碳鋼或無按合金中的馬氏體休心正方含碳量較高鋼中的馬氐體 1二、馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)馬氐體晶休結(jié)構(gòu)低碳鋼或無按合金中的馬氏體休心正方含碳量較高鋼中的馬氐體 1 | du三、馬氏體的組織形態(tài)Ou三、馬氏體的組織形態(tài)O代療亍?U東子可能位置Q理原子振動范曲鋼中馬氏體有兩種基本形態(tài)：板條馬氏體（位錯馬氏體）、片狀馬氏體（又稱針狀馬氏體）。（1）板條馬氏體板條馬氏體是在低碳鋼、中碳鋼、馬氏體時效鋼、不銹鋼等鐵基合金中形成一種典型的馬氏體組織。a）結(jié)構(gòu)形態(tài)：馬氏體板條（D）-馬氏體束（B-2條;C-1條）-板條群（3?5個）-板條馬氏體；

if圖9-28椀鬲狀4氏體靠箴b）密集的板條之間通常由含碳量較高的殘余奧氏體分割開，這一薄層殘留奧氏體存在顯著地改善鋼的力學(xué)性能；誓9-29誓9-29桁臬烏甬體的c）板條馬氏體內(nèi)有大量位錯，這些位錯分布不均勻。形成胞狀亞結(jié)構(gòu)，稱為位錯胞，所以又稱位錯馬氏體。（2）片狀馬氏體高碳鋼（叭＞0.6%）、叫產(chǎn)30%的不銹鋼及一些有色金屬和合金，淬火時形成的片狀馬氏體組織。

a）結(jié)構(gòu)形態(tài)：片狀馬氏體的空間形態(tài)呈凸透鏡狀，由于試樣拋磨與其截面相截，因此在光學(xué)顯微鏡下呈針狀或竹葉狀，故片狀馬氏體又稱針狀馬氏體或竹葉狀馬氏體；b）顯微組織特征：馬氏體片互相不平行，在一個奧氏體晶粒內(nèi)，第一片形成的馬氏體往往貫穿整個奧氏體晶粒，并將其分割成兩半，使以后形成的馬氏體片尺寸越來越小。c）尺寸：最大尺寸取決于原始奧氏體晶粒大小，奧氏體晶粒越大，則馬氏體片越粗大。d）隱晶馬氏體：當(dāng)最大的馬氏體片細(xì)小到光學(xué)顯微鏡不能分辨時，便成為“隱晶馬氏體”在生產(chǎn)中正常淬火得到的馬氏體，一般都是隱晶馬氏體；e)撫幣度位￡中骨線f)顯微裂紋：馬氏體形成速度極快，在其相互碰撞或奧氏體晶界相撞時將產(chǎn)生相當(dāng)大的應(yīng)力場，片狀馬氏體本身硬而脆，不能通e)撫幣度位￡中骨線f)顯微裂紋：馬氏體形成速度極快，在其相互碰撞或奧氏體晶界相撞時將產(chǎn)生相當(dāng)大的應(yīng)力場，片狀馬氏體本身硬而脆，不能通?一”片狀馬氏體的亞結(jié)構(gòu)主要是孿晶，因此片狀馬氏體又稱孿晶馬氏體。孿晶通常分布在馬氏體的中部，不擴(kuò)展到馬氏體片的邊緣區(qū)，在邊緣區(qū)有高密度的位錯。在含碳量叫>1.4%的鋼中可見到馬氏體片中的中脊線，它是高密度的細(xì)的微細(xì)孿晶區(qū)；過滑移或?qū)\生變形使應(yīng)力得以松弛，因此容易形成撞擊裂紋。通常奧氏體晶粒越大，馬氏體片越大，淬火后顯微裂紋越多。顯微裂紋的存在增加了高碳鋼零件的脆性，在內(nèi)應(yīng)力的作用下顯微裂紋將會逐漸擴(kuò)展成宏觀裂紋，可以導(dǎo)致工件開裂或使工件的疲勞壽命明顯下降。g)馬氏體中的形態(tài)主要取決于奧氏體的含碳量，從而與鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變開始溫度MS點有關(guān)，奧氏體含碳量越高，則MS、Mf點越低。碳含量 形態(tài) 形成溫度(一般情況)?<0.2% 板條馬氏體 200°C以上C3>0.6% 片狀馬氏體 200C以下C

f揑岀于巔Snn1 ndaoif揑岀于巔Snn1 ndaoin1mi由■ah) 合金元素對馬氏體形態(tài)的影響：Cr、Mo、42OMn、Ni(降低MS點)和Co(升高M(jìn)S點)的元素都增加形成片狀馬氏體的傾向。四、馬氏體的性能馬氏體力學(xué)性能顯著特點：高強(qiáng)度、高硬度；含碳量對馬氏體性能的影響：硬度主要取決于含碳量。3Cv0.5%時馬氏體的硬度隨著含碳量增加急劇增高，當(dāng)3C>0.6%左右雖然馬氏體硬度有所增高，但是由于殘余奧氏體量增加，反而使得鋼的硬度有所下降；QQ蘭--M因區(qū)田□ZE苗｛山曲黏JR4IW■舌匕；否鮮旦黏￥眩（3） 合金元素對馬氏體的硬度影響不大，但可以提高強(qiáng)度；（4） 馬氏體高強(qiáng)度、高硬度的硬度是多方面的，主要包含：固溶強(qiáng)化、相變強(qiáng)化以及時效強(qiáng)化，具體介紹如下：?固溶強(qiáng)化：間隙原子處于a相晶格的八面體間隙中，造成晶格的正方畸變，并形成了一個應(yīng)力場。該應(yīng)力場與位錯發(fā)生強(qiáng)烈的交互作用，從而提高馬氏體的強(qiáng)度。相變強(qiáng)化：馬氏體轉(zhuǎn)變時在晶體內(nèi)造成密度很高的晶格缺陷，無論板條馬氏體中的高密度位錯還是片狀馬氏體中的孿晶都阻礙位錯運動，從而使馬氏體強(qiáng)化；時效強(qiáng)化：馬氏體形成以后，碳及合金元素的原子向位錯或其他晶格缺陷處擴(kuò)散偏聚或析出，釘扎位錯，使位錯難以運動，從而造成馬氏體強(qiáng)化；（5） 馬氏體板條群或馬氏體片尺寸越小，則馬氏體強(qiáng)度越高；這是由于馬氏體相界面阻礙位錯運動而造成的，原始奧氏體晶粒越小，則馬氏體強(qiáng)度越高；馬氏體的塑性和韌性主要取決于它的亞結(jié)構(gòu)：孿晶馬氏體：高強(qiáng)度、但韌性