第五章 固体相变.pptVIP

碳钢中相变 三种转变类型： 高温转变 （A1~550℃）：A → P 中温转变 （550~230℃）：A → B 低温转变 （230℃以下）：A → M 4. 奥氏体形成 1） 转变机制 ?+Fe3C ? 奥氏体形成过程： 形核：在 F / Fe3C相界面上形核 晶核长大 ： F → A晶格重构 Fe3C 溶解，C→ A中扩散 残余Fe3C溶解 2 ）转变温度 平衡时:A1 A3 Acm 加热时:Ac1 Ac3 Accm 冷却时:Ar1 Ar3 Arcm Ac1~Accm Acm以上 Ac3以上 奥氏体均匀化 对亚共析钢： P + F 对过共析钢：P+Fe3CⅡ Ac1~Ac3 A+F A A+Fe3CⅡ A 3） 晶粒度 （1）起始晶粒度：刚刚完成奥 氏体化时的晶粒大小。 （2）实际晶粒度：在具体的奥 氏体化工艺条件下获得的 晶粒大小。 （3）本质晶粒度：钢在930 ±10℃加热，保温3-8h冷 却后的奥氏体晶粒大小 影响奥氏体晶粒大小的因素： 加热温度↑，保温时间↑→ A晶粒长大快 加热速度↑→ A晶粒细 含碳量↑→ A晶粒细 原始组织细→ A晶粒细 5.马氏体转变 γ→M（α+Fe3C） （1）转变特点 无扩散性。 切变共格与表面浮凸。 惯习面及位向关系。 转变是在一个温度范围内进行的。 转变不完全。 （2）结构与形态 ?2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning? is a trademark used herein under license. Smith W F. Foundations of Materials Science and Engineering. McGRAW.HILL.3/E 碳在四面体间隙与八面体间隙位置 c/a=1.005+0.045C 表面浮凸 惯习面 {111}（低碳），随碳含量 增加，向高指数变化 随温度下降向高指数变化 随相变时间有差异 结晶形貌 板条马氏体 片状马氏体 位错马氏体 孪晶马氏体 低碳马氏体 高碳马氏体 Smith W F. Foundations of Materials Science and Engineering. McGRAW.HILL.3/E 均匀切变或均匀晶格变形 滑移或孪生（使外形近似恢复-点阵不变形变） 内部含有大量缺陷 滑移产生板条马氏体 透镜马氏体—孪晶马氏体 （3）性能-高强度、高硬度 相变强化 固溶强化 细晶强化 Smith W F. Foundations of Materials Science and Engineering. McGRAW.HILL.3/E （4）马氏体的特殊性能及应用 钢的硬化 随碳含量的增加硬度增加，到0.6%达到最大硬度。 马氏体热弹性与伪弹性 -----温度升降可以引起马氏体的消长，从而引起形状变化由弹性变形来协调---热弹性 -----在Ms~Md施加应力，会诱发马氏体转变，产生宏观形变；应力减少或撤出，宏观应变恢复---（相变）伪弹性 形状记忆效应（SME） 将完全或者部分马氏体转变的工件形变后加热到Af点以上时，将恢复到原来母相状态下所给予的形状。这是因为被记忆的是母相的形状（Ni-Ti、Cu-Zn-Al、Cu-Al-Ni等）----应力会引起相界面的移动而产生形变，若应力消除，形变恢复；但若逆转变滞后，不能完全逆转变，加热到Af以上即逆转。 钢的表面处理 对轴、齿轮、凸轮的机械性能要求 表面：硬，耐磨，耐疲劳 M 心部：塑，韧，耐冲击 F，P 伪弹性应力与应变曲线 具有马氏体相变的合金，在Ms~Md之间加应力，会诱发马氏体相变，并产生宏观形变，而得到的马氏体为亚稳相，当应力减少或者撤销，立即发生逆相变，宏观相变恢复，这种现象称伪弹性。 产生条件：（1）共格 （2）马氏体相变可逆 马氏体转变及逆转变的范围 Ms、Mf马氏体转变起始、终止点 As、Af奥氏体转