奥氏体等温转变产物的组织与性能_蚌埠水基淬火液

发布时间:2012-6-26 9:41:37
在蚌埠热处理厂家常会遇到钢的奥氏体转变问题,蚌埠水基淬火液在钢奥氏体转变的过程中,起到至关的作用。 高温转变一P型转变 在A1-550℃温度范围内,奥氏体等温转变的产物均为珠光体(F和Fe3C片层状混合物)。转变温度越低即过冷度越大,所得到的蚌埠水基淬火液珠光体越细。根据所形成的珠光体片层间距的大小,分别称为珠光体、索氏体和托氏体。其中蚌埠水基淬火液珠光体片层较粗,索氏体片层较细,托氏体片层更细,需用电子显徽镜才能分辨出它们的层片状。珠光体的力学性能主要取决于片层间距的大小,片层间距越小,则蚌埠水基淬火液珠光体的塑性变形抗力越大,钢的强度和硬度越高,韧性越好。 中温转变一B型转变 在550℃-Ms(230℃)温度范围之内将发生贝氏体转变。蚌埠水基淬火液贝氏体也是F和Fe3C的机械混合物,但由于转变温度低,原子活动能力较弱,碳原子扩散不够充分。过冷奥氏体虽然分解成F和Fe3C的混合物,但铁素体F中溶解的碳超过了正常的溶解度,转变后得到的组织为含碳量具有一定过饱和程度的铁素体F和极分散的渗碳体Fe3C所组成的混合物即蚌埠水基淬火液贝氏体。奥氏体向贝氏体的转变属于半扩散型转变,铁原子不扩散而碳原子有一定扩散能力。 通常把在550~350℃范围内转变的产物称为蚌埠水基淬火液上贝氏体(B上),上贝氏体呈羽状,硬度为40-45HRC,塑性很差,没有实用价值,在热处理时应避免出现。在350-230℃之间等温转变的产物称为蚌埠水基淬火液下贝氏体(B下),下贝氏体呈黑色竹叶状,其硬度高,45-55HRC,韧性也比较好。 综上所述,过冷奥氏体在A1以下不同的温度区域进行等温转变,得到的转变产物及特性均不相同。 低温转变一M型转变 当蚌埠水基淬火液奥氏体以极大的过冷度,急剧冷却到Ms线以下,便进入了马氏体转变区。蚌埠水基淬火液马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体,是单相亚稳定组织。过饱和碳使α-Fe的体心立方晶格被歪曲成体心正方晶格,发生了很大畸变,产生很强的固溶强化。马氏体转变有如下特点: ①过冷奥氏体转变为马氏体是一种非扩散型转变。由于转变温度低,原子扩散能力小,在蚌埠水基淬火液马氏体转变过程中,钢中的碳原子已不能扩散,被迫全部保留在铁的晶格中,仅仅只有铁的晶格改组,即铁原子由面心立方晶格向体心立方品格重新排列而未发生碳的扩散和析出。 ②马氏体的形成速度很快。蚌埠水基淬火液马氏体转变是在一定温度范围( Ms~Mf)内进行,无孕育期,速度极快。蚌埠水基淬火液马氏体的数量随温度下降而不断增多,如果冷却在中途停止,则奥氏体向马氏体转变也立即停止。 ③马氏体转变不能进行到底。即使过冷到Mf以下的温度仍有一定量奥氏体存在,这部分未发生马氏体转变的奥氏体称为残余奥氏A’。 蚌埠水基淬火液奥氏体中的碳含量越高,则Ms、Mf越低,A’含量越高。只在碳质量分数少于0.6%时,A'可忽略。为减少残余蚌埠水基淬火液奥氏体,将淬火后的工件冷却到室温以下(-50一-80℃)处理,这种操作称为冷处理。 ④马氏体形成时体积膨胀。马氏体比容(容积/密度)比奥氏体的比容大,转变时体积将会发生膨胀,在钢中造成很大的内应力,严重时导致开裂。 实验证明,当蚌埠水基淬火液奥氏体中的含碳量高于1.0%的钢淬火后几乎只形成呈针状的蚌埠水基淬火液马氏体,故针状马氏体又称为高碳马氏体,其性能是高强度、高硬度,但塑性、韧性很低,脆性大。而蚌埠水基淬火液奥氏体中的含碳量低于0.20%的钢淬火后几乎全部形成一束束细条状的马氏体,称之为板条马氏体或低碳马氏体,低碳马氏体具有较高的强韧性。奥氏体中碳的含量介于0.2%~1.0%时,淬火后呈针片状和板条状的混合物,蚌埠水基淬火液奥氏体中含碳量越高,淬火组织中针状马氏体量越多,板条马氏体量越少。 马氏体的硬度主要取决于马氏体中的含碳量,蚌埠水基淬火液马氏体中由于溶入过多的碳而使α-Fe晶格发生畸变,增加其塑性变形的抗力,故蚌埠水基淬火液马氏体的含碳量越高,其硬度也越高。但当钢中含碳量大于0.6%时,淬火钢的硬度增加很慢,这是因为淬火钢中存在残余奥氏体所致。 钢在冷却时,过冷奥氏体的转变产物根据其转变温度的高低可分为高温转变产物珠光体、索氏体、托氏体,中湿转变产物上贝氏体、下贝氏体,低温转变产物马氏体等几种。随着转变温度的降低,其转变产物的硬度增高,而韧性的变化则较为复杂。 安徽省:合肥、马鞍山、安庆、蚌埠、铜陵、阜阳、黄山、淮北、滁洲、淮南、巢湖、六安、池洲、宣城、亳州、宿州。 本文参考《金属工艺基础与实践》一书。
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