第五章马氏体转变ppt课件.ppt

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1、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一、马氏体的晶体结

2、构AM无扩散型相变只有点阵重构而无成分变化C在-Fe中的过饱和固溶体M或´1.晶体结构----体心正方点阵短轴方向空隙：0.038nm碳原子有效直径：0.154nm水平：0.707a垂直：0.5ac轴伸长、a轴缩短体心正方（a=b＜c）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

3、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c=a0+a=a0-c/a=1+（5-1）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

4、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

5、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、不转动的平面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}惯习面与c的关系惯习面与T的关系惯习面与M形状的关系4.转变的非恒温性和不完全

6、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AAs----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相变时

7、不均匀切变的产物§5-2马氏体相变热力学一、马氏体相变热力学条件马氏体转变为什么需要深度过冷？热力学条件：G0转变时的能量消耗（相变阻力）：①形成新的界面而消耗界面能；②因新相的比容增大和维持切变共格而引起的弹性应变能；③产生宏观均匀切变而作功；④产生宏观不均匀切变而在马氏体中形成高密度位错和细微孪晶（以能量的形式储存于M中）；⑤使邻近的奥氏体发生协作变形而作功。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--③④⑤（塑性应变能

8、消耗）M形成条件：G0则G’GS+GE+GPM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:①②③1.化学成分的影响c0.2%