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高频加热马氏体解析
更新时间:2019-05-27      浏览:
1、氏体:最早人们把马氏体定义为:碳在α-Fe中的过饱和固溶体,这个定义仅仅适于钢中的马氏体,但是也不完全适用,因为,有时钢中的马氏体不含碳,无碳马氏体,现在比较权威的说法是:母相无扩散性、以惯习面为不变平面的切变共个的相变产物为马氏体。这个定义适于钢,也适于其他合金。
2、奥氏体:碳在γ-Fe中的固溶体。注意:马氏体跟奥氏体化学成分相同而晶体结构不同。
3、铁素体:碳在α-Fe中的固溶体。注意:马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体,马氏体跟铁素体化学成分不同而晶体结构相同或类似,也可以说是扭曲了晶格的且远远超出溶解度的“铁素体”。
4、纯铁:纯铁在912度会发生奥氏体——铁素体(冷却),铁素体——奥氏体(加热)的转变。当加入碳后,改变了相变点(就跟水里加盐而改变了水的凝固点一样),这个转变由912度降低为最低727度(含碳达0.77%的时候),当冷却速度过快的时候就变成为奥氏体——马氏体(扭曲的超出溶解度的铁素体),当加热速度过快的时候就变成为马氏体——奥氏体。
从热力学分析,相变需要驱动力,而新相形成过程中必然也伴随着阻力,因此,只有当驱动力大于阻力的时候,相变才有可能发生。
马氏体相变的驱动力包括:
1、马氏体与奥氏体的自由焓差,过冷度越大,焓差越大,转变的驱动力也越大。
2、奥氏体晶体缺陷所提供的能量。注意:碳溶入奥氏体后会增加奥氏体晶体缺陷的数量。
马氏体相变的阻力包括:
1、马氏体转变形成的界面能。
2、马氏体转变时比容变化产生的弹性能
3、马氏体转变时克服切变抗力消耗的能量
4、形成马氏体造成大量的位错和孪晶形成的晶格畸变能。
5、临近马氏体的奥氏体所发生的塑性变形消耗的能量。
由此可见,马氏体转变需要的能量较多,阻力较大,所以,转变必须在大过冷度下才能够进行。而Ms就是他们的分界线。
奥氏体中的含碳量是影响Ms点的最主要因素,随着含碳量的增加,Ms、Mf下降,并且Mf 比Ms下降的更快,所以能够扩大马氏体的转变温度范围。注意:随着奥氏体含碳量的增加,虽然Ms、Mf下降,但是却扩大马氏体的转变温度范围。
马氏体是变温转变,Ms以下必须不断降温,马氏体才能够不断形成,而且是瞬时形成,长大速度极快,只决定于形核率,与长大速度无关。
好了,现在谈谈你的问题:
1、“在淬火时,随着过冷奥氏体含碳量的增加(只在能溶入奥氏体的含碳量范围内考虑),奥氏体固溶强化,抑制了珠光体的形核,C曲线右移,淬透性增大,获得马氏体的能力增强”但是并不意味着获得更多的马氏体,打个比方,学历高了挣钱的能力增强同样也不意味着挣到了更多的金钱,这个是两码事,获得马氏体的能力增强,只是说明具备了获得更多的马氏体的条件,是否获得更多的马氏体决定于具体的钢材的热传导率、淬火介质、冷却实际速度和冷却实际温度等要素,即达到Ms~Mf之间的那个具体温度,所以,热处理里面会出现个与热处理格格不入的冷处理工艺来,目的就是获得更多的马氏体,如果能够通过控制奥氏体含碳量就能够达到这个目的就不用这么费劲的搞冷处理了。
2、“但是,奥氏体固溶强化后,不是同样增加了马氏体切变的阻力,使Ms下降,即获得更少的马氏体吗?”
是的,奥氏体含碳量高了增加了马氏体切变的阻力,使Ms下降没有错,但是碳溶入奥氏体后也会增加奥氏体晶体缺陷的数量,提高了马氏体转变的驱动力,却促使马氏体转变量的增加,最后结果也不一定就是“获得更少的马氏体”,关键看看那个因素占主导作用,考虑问题要全面,这样才能够得出正确的结论。