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高頻加熱馬氏體解析
更新時間:2019-05-27      瀏覽:
1、氏體:最早人們把馬氏體定義為:碳在α-Fe中的過飽和固溶體,這個定義僅僅適于鋼中的馬氏體,但是也不完全適用,因為,有時鋼中的馬氏體不含碳,無碳馬氏體,現在比較權威的說法是:母相無擴散性、以慣習面為不變平面的切變共個的相變產物為馬氏體。這個定義適于鋼,也適于其他合金。
2、奧氏體:碳在γ-Fe中的固溶體。注意:馬氏體跟奧氏體化學成分相同而晶體結構不同。
3、鐵素體:碳在α-Fe中的固溶體。注意:馬氏體是碳在α-Fe中的過飽和固溶體,馬氏體跟鐵素體化學成分不同而晶體結構相同或類似,也可以說是扭曲了晶格的且遠遠超出溶解度的“鐵素體”。
4、純鐵:純鐵在912度會發生奧氏體——鐵素體(冷卻),鐵素體——奧氏體(加熱)的轉變。當加入碳后,改變了相變點(就跟水里加鹽而改變了水的凝固點一樣),這個轉變由912度降低為最低727度(含碳達0.77%的時候),當冷卻速度過快的時候就變成為奧氏體——馬氏體(扭曲的超出溶解度的鐵素體),當加熱速度過快的時候就變成為馬氏體——奧氏體。
從熱力學分析,相變需要驅動力,而新相形成過程中必然也伴隨著阻力,因此,只有當驅動力大于阻力的時候,相變才有可能發生。
馬氏體相變的驅動力包括:
1、馬氏體與奧氏體的自由焓差,過冷度越大,焓差越大,轉變的驅動力也越大。
2、奧氏體晶體缺陷所提供的能量。注意:碳溶入奧氏體后會增加奧氏體晶體缺陷的數量。
馬氏體相變的阻力包括:
1、馬氏體轉變形成的界面能。
2、馬氏體轉變時比容變化產生的彈性能
3、馬氏體轉變時克服切變抗力消耗的能量
4、形成馬氏體造成大量的位錯和孿晶形成的晶格畸變能。
5、臨近馬氏體的奧氏體所發生的塑性變形消耗的能量。
由此可見,馬氏體轉變需要的能量較多,阻力較大,所以,轉變必須在大過冷度下才能夠進行。而Ms就是他們的分界線。
奧氏體中的含碳量是影響Ms點的最主要因素,隨著含碳量的增加,Ms、Mf下降,并且Mf 比Ms下降的更快,所以能夠擴大馬氏體的轉變溫度范圍。注意:隨著奧氏體含碳量的增加,雖然Ms、Mf下降,但是卻擴大馬氏體的轉變溫度范圍。
馬氏體是變溫轉變,Ms以下必須不斷降溫,馬氏體才能夠不斷形成,而且是瞬時形成,長大速度極快,只決定于形核率,與長大速度無關。
好了,現在談談你的問題:
1、“在淬火時,隨著過冷奧氏體含碳量的增加(只在能溶入奧氏體的含碳量范圍內考慮),奧氏體固溶強化,抑制了珠光體的形核,C曲線右移,淬透性增大,獲得馬氏體的能力增強”但是并不意味著獲得更多的馬氏體,打個比方,學歷高了掙錢的能力增強同樣也不意味著掙到了更多的金錢,這個是兩碼事,獲得馬氏體的能力增強,只是說明具備了獲得更多的馬氏體的條件,是否獲得更多的馬氏體決定于具體的鋼材的熱傳導率、淬火介質、冷卻實際速度和冷卻實際溫度等要素,即達到Ms~Mf之間的那個具體溫度,所以,熱處理里面會出現個與熱處理格格不入的冷處理工藝來,目的就是獲得更多的馬氏體,如果能夠通過控制奧氏體含碳量就能夠達到這個目的就不用這么費勁的搞冷處理了。
2、“但是,奧氏體固溶強化后,不是同樣增加了馬氏體切變的阻力,使Ms下降,即獲得更少的馬氏體嗎?”
是的,奧氏體含碳量高了增加了馬氏體切變的阻力,使Ms下降沒有錯,但是碳溶入奧氏體后也會增加奧氏體晶體缺陷的數量,提高了馬氏體轉變的驅動力,卻促使馬氏體轉變量的增加,最后結果也不一定就是“獲得更少的馬氏體”,關鍵看看那個因素占主導作用,考慮問題要全面,這樣才能夠得出正確的結論。
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