马氏体转变原理解读.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * （3）时效强化 理论计算得出，在室温下只要几分钟甚至几秒钟即可通过C原子扩散而产生时效强化，在-60℃以上，时效就能进行发生碳原子偏聚现象，是M自回火的一种表现，C原子含量越高时效强化效果越大。 （4）动态应变时效： M 本来比较软，在外力作用下通过应变时效才能使强度显著提高，碳含量越高，应变时效作用越明显。 σ0.2几乎与C%无关且数值也不高只有196MPa，而σ2 则随C%增加而急剧增加。 （5）马氏体形态及大小对强度的影响 孪晶亚结构对强度有一附加的贡献，C%相同时，孪晶M的硬度与强度略高于位错M的硬度与强度，且C%增高，孪晶亚结构对M强度的贡献增大。 原A晶粒大小和M群的大小对M的强度也有一定的影响， σ0.2=608+69dγ-1/2 σ0.2=449+60dαˊ-1/2 单位 ：Mpa; 其中dγA晶粒的平均直径；dαˊM板条群的平均直径 对中碳低合金结构钢，A晶粒由单晶细化至10级晶粒时，强度增加不大于245MPa，因此在一般钢中以细化A晶粒的方法来提高M的强度作用不大。 总 结： 低碳的马氏体的强度主要靠其中碳的固溶强化，在一般淬火过程中，伴随自回火而产生的M时效强化也具有相当的强化效果，随M中碳及合金元素含量的增加，孪晶亚结构将有附加的强化，细化奥氏体晶粒及马氏体群的大小，也能提高一些马氏体的强度。 （二）马氏体的韧性 位错型M具有良好的塑性和韧性。由图中可以看出，随C%的增加韧性显著下降，对C%为0.6%的M，即使经低温回火，冲击韧性还是很低。 通常C%小于0.4%时M具有较高的韧性，碳含量越低，韧性越高； C%大于0.4%时，M的韧性很低，变得硬而脆，即使经低温回火韧性仍不高。 除C%外，M的韧性与其亚结构有着密切的关系，在相同的屈服极限的条件下，位错型M的韧性比孪晶M的韧性高很多。 （四）马氏体的物理性能 1、比容 M组织的比容较大，M形成时比容的增大，造成钢淬火时产生较大的组织应力，从而促进M显微裂纹的扩展。 2、磁性 M具有铁磁性，具有很高的磁矫顽力。 3、电阻 M的电阻比P的大很多，稍高于A，且随C%增加M的电阻值增大。 （五）高碳片状马氏体的显微裂纹 是由于M形成时互相碰撞形成的，M形成速度极快，相互碰撞或与A晶界相撞时，将因冲击而形成相当大的应力场，又因为高碳片状M很脆不能通过滑移或孪生变形来消除应力，因此容易形成撞击裂纹，这种先天性的缺陷使高碳附加了脆性。 度 量：钢中M显微裂形成的难易程度用马氏体显微裂纹敏感度来表示。以单位M体积中出现裂纹的面积作为马氏体内形成显微裂纹的敏感度，用SV（mm-1)表示。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 原因： 主要取决于合金元素对平衡温度T0的影响及对奥氏体的强化效应。 凡强烈降低T0及强化奥氏体的元素，就强烈降低Ms ，如Mn、Cr、Ni、Cu和C类似，既降低T0温度，又稍增加奥氏体的屈服强度，所以降低Ms点。 Al、Co、Si、Mo、W、V、Ti等均提高T0温度，但也不同程度地增加奥氏体屈服强度，若提高T0的作用大时，则使Ms点升高，如Al、Co ；若强化奥氏体的作用大时，则使Ms点降低；若两方面作用大致相当时，则对Ms的影响不大，如Si 。 钢中每增加1%的合金元素对Ms产生的影响 C Mn Cr Ni Mo V Cu Si Co Al -330 -45 -35 -30 -26 -25 -7 0 +12 +18 另外，合金元素的影响程度还与C%有关，随C%的增加合金元素的影响程度增大，多种合金元素同时加入时的影响情况更加复杂。 2、奥氏体化条件对Ms的影响 加热温度和保温时间对Ms影响较为复杂。温度高时间长，有利于奥氏体的和金化，会使Ms降低；温度高时间长，又会引起奥氏体晶粒长大，晶体学缺陷减少，这样马氏体形成时的切变阻力减小，而使Ms升高。 在完全奥氏体条件下，温度高时间长，