固态相变 教学课件 作者 刘宗昌第3章共析分解与珠光体3.3钢中的相间沉淀.ppt

《固态相变 教学课件 作者 刘宗昌第3章共析分解与珠光体3.3钢中的相间沉淀.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、3.3钢中的相间沉淀序言20世纪60年代人们在研究热轧空冷非调质低碳高强度钢时，发现微量Nb、V等元素有效地提高强度。透射电子显微镜观察表明，这种钢在轧后冷却过程中析出了细小的特殊碳化物颗粒，直径约为5nm，呈不规则分布或点列状规则分布。是由于相变过程中特殊碳化物在铁素体-奥氏体界面上呈周期性沉淀的结果。故将其称为“相间沉淀”。它实质上是一个过冷奥氏体的共析分解过程，即珠光体转变，仅仅产物形貌特殊而已。“相间沉淀”的本质相间沉淀本质上是伪共析，其产物本质上是奥氏体伪共析分解的结果，是铁素体基体上分布着的点列状碳化

2、物的有机结合体，是伪珠光体的一种特殊的组织形貌。由于过冷奥氏体分解温度较低，原子扩散较慢，尤其是Nb、V等原子扩散速度慢，但形核率高，因而形成碳化物极为细小的一种的组织形态。为(F＋MC)的伪珠光体组织。1.“相间沉淀”热力学奥氏体和珠光体自由焓与温度的关系热力学特点；自由能F（铁素体＋渗碳体）>F奥氏体，但是F（铁素体＋MC）

3、可以发生“相间沉淀”。将0.087%C，0.25%Si，0.51%Mn，0.017%Nb钢试样，升温到1177℃，保温3min，然后，冷却到780℃，压缩变形，变形后水淬火。组织形貌在铁素体基体上碳化物呈现点列状排列（不连续的片状珠光体），碳化物列与原γ/α界面平行。如果入射电子束与原γ/α界面不平行，则不呈现点列状。碳化物颗粒直径可以小到5nm。碳化物与铁素体之间有位向关系。3．析出机理日本大森请也1976年提出一个学说：奥氏体化后的低合金钢，迅速冷却到A1以下某一温度，恒温保持，首先在奥氏体晶界上形成铁素体。

4、在铁素体-奥氏体界面上奥氏体的这一侧，由于铁素体的析出，碳浓度升高，由于γ/α相界处奥氏体碳浓度增高，铁素体的继续长大受到了抑制。这时，在碳浓度最高的γ/α相界处将析出碳化物，并使得奥氏体一侧的碳浓度降低。伴随碳化物析出，铁素体向奥氏体推进a．c）铁素体析出后的奥氏体中碳浓度b．碳化物析出后奥氏体中的碳浓度分布注：此学说是经典的体扩散观点，已经过时。相间沉淀实质上是珠光体共析分解过程。是F＋碳化物（VC、NbC等）共析共生的过程，在过冷奥氏体的界面上形核，晶核包括（F+MC）两相，然后一起长大，由于合金元素V、N

5、b含量低，V、Nb等合金元素的原子扩散速度慢，扩散的距离很小，加之碳含量也低，单位体积中可能供给的碳原子数量少，不能长大成片状，而形成细小颗粒，随即终止长大，而呈现颗粒状，或呈点列状分布。相间析出实质上属于伪共析分解。相间沉淀示意图台阶长大模型相间沉淀出的碳化物颗粒与铁素体具有一定的晶体学位向关系。钒钢中的V4C3与α的位向关系为：（100）V4C3//(100)α[010]V4C3//[011]α或者：{100}VC//{100}α<110>VC//<100>α相间析出的温度范围0.2-0.8%V的钒钢连续冷却

6、时相间析出的范围相间沉淀温度范围很窄相间沉淀产物对钢材的强化作用相间析出的钢具有较高的强度和硬度。强化机制有：1、晶粒细化强化；2、固溶强化；3、沉淀强化。控轧钢和非调质钢都利用相间沉淀来改善性能，具有较好的强韧性。