第五章马氏体转型.ppt

第五章 马氏体转变;研究目的：淬火 高的强韧性、硬脆不是M的唯一特性----低碳马氏体 高强度、高硬度，较低的塑韧性----------中碳马氏体 很高的强度、高脆性、低塑韧性----------高碳马氏体 研究内容： 1.组织形态与性能关系； 2.影响组织形态的因素及控制形态的方法； 3.影响残余A量的因素及控制方法;重点： 1.马氏体转变的主要特点； 2.马氏体的组织形态； 3.马氏体的热力学分析； 4.马氏体的力学性能 难点： 1.马氏体转变的特点； 2.影响马氏体转变的因素。;§5-1马氏体相变的主要特征;c/a---正方度或轴比 取决于含碳量：?c??c/a? ?c＞0.2%-----体心正方 ?c＜0.2%-----体心立方 无序分布、完全有序分布、部分有序分布 2.马氏体的反常正方度----M正方度与碳含量的关系不符合上式 1）无序分布，c/a? 反常低正方度 碳原子在M中有序化转变 2）c原子几乎都处于同一组空隙位置（完全有序化）： T回升至室温?无序转变?c/a?;二、马氏体转变的特点 1.切变共格和表面浮凸现象 ①与M相交的表面，一边凹陷，一边突起，牵动相邻A也呈倾突现象； ②刻划一条直线，马氏体形成后变成一条折线 说明： ①马氏体转变以切变的方式实现； ②M和A的界面为共格界面 切变共格 M形成?伴随弹性应变产生、蓄积弹性应变能（共格弹性能）??M尺寸? 当M长大到一定尺寸，使界面上A中弹性应力超过其弹性极限?两相间的共格 关系遭破坏?M停止生长;2.无扩散性 实验依据：①马氏体转变前后，碳浓度无变化； ②Fe-Ni合金在极低温度（-190℃）下，M长大速度仍可达到105㎝/s。 在低碳钢中存在C的扩散现象 3.具有特定的位向关系和惯习面 1）取向关系 ①K-S关系：{011}?’//{111}?；111?’// 011? 24种取向 ②西山关系：{011}?’//{111}?；011?’// 211? 差5?16’ 12种取向 ③G-T关系： {011}?’//{111}?差1?；111?’// 011? 差2? 对K-S关系的修正 仅适合{259}马氏体，有局限性;2）惯习面 位错密度较大，畸变能高，而所需形核功小，易于形核。 特征：不应变、不???动的平面 ?c＜0.6%-----惯习面为{111} 0.6%＜ ?c＜1.4%-----{225} ?c＞1.4%-----惯习面为{259} T ＞0 ℃-----{111}或{225} T ＜0 ℃-----{259} 板条状M----低碳{111}、中碳{225} 片状M-------中高碳{225}、高碳{259} ;4.转变的非恒温性和不完全性 Ms点以下形成M----在连续冷却条件下 未获100%M，有残余奥氏体存在—AR 冷处理—针对高碳钢、高碳合金钢和 某些中碳合金钢的Mf点低于室温，将 此类钢继续深冷至零下温度的操作。 5.转变的可逆性 Fe-Ni、Ag-Cd、Ni-Ti 冷却时A?M；重新加热时M?A As----逆转变开始温度；Af----逆转变终止温度 快速加热 一般观察不到—M加热时在温度尚未到达As点的过程中发生分解（回火） 6.相变产物内部具有亚结构 ①低碳马氏体：密度较高的位错 ②高碳马氏体：细的孪晶 ③有色金属M的亚结构为孪晶或层错;§5-2 马氏体相变热力学;相变热力学表达式： ?G=－ ?G???’+ ?GS+?GE+ ?GP ?Gs—① ?GE-- ②（弹性应变能消耗） ?GP-- ③ ④ ⑤（塑性应变能消耗） M形成条件： ?G?0 则 ?G???’? ?GS+?GE+ ?GP M转变的驱动力主要是为了克服相变时的切变和形变（塑性+弹性）的阻力 母相中缺陷的作用（两个相反效果）：①形成一定的组态而提高母相的强 度，使相变阻力增大；②为相变提供能量，使相变驱动力增大。 二、Ms点的物理意义 奥氏体和马氏体两相自由能差达到相变所需的最小化学驱动力值时的温 度，或反映了使马氏体转变得以进行所需要的最小过冷度 。 马氏体转变为什么需要不断降温? ;三、影响Ms点的因素 Ms点在生产中的重要意义:①②③ 1.化学成分的影响 ?c?0.2% ?c?? Ms点线性降低 ?c?0.6% ?c?? Mf点急剧降低 ?c?0.6% ?c?? Mf点下降缓慢且降至0℃以下 合金元素：除Al、Co提高Ms点外，其余大多不同 程度降低Ms。 强碳化物形成元素（V、Ti、W）：大部分以碳化 物的形式析出，很少