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文檔簡(jiǎn)介

1、鋼的珠光體轉(zhuǎn)變第1頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四奧氏體冷卻過(guò)程中發(fā)生的轉(zhuǎn)變按發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度范圍可分為:高溫轉(zhuǎn)變:Fe,C原子能充分?jǐn)U散(珠光體轉(zhuǎn)變)中溫轉(zhuǎn)變:Fe難以擴(kuò)散,C原子能擴(kuò)散(貝氏體轉(zhuǎn)變)低溫轉(zhuǎn)變:Fe、C原子均不能充分?jǐn)U散(馬氏體轉(zhuǎn)變)第2頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四3.1 珠光體的組織特征 鐵素體和滲碳體兩相的含碳量、晶體結(jié)構(gòu)相差懸殊且與奧氏體截然不同,轉(zhuǎn)變時(shí)必然發(fā)生C的擴(kuò)散和晶格的改組,因此珠光體轉(zhuǎn)變是典型的擴(kuò)散型相變。 根據(jù)奧氏體化溫度和奧氏體化程度不同,過(guò)冷奧氏體可形成片狀珠光體和粒狀珠光體,前者滲碳體呈片狀,后者滲

2、碳體呈粒狀。第3頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四珠光體的發(fā)現(xiàn)Henry Clifton Sorby1864年,Sorby首先在炭素鋼中觀察到。珠光體組織第4頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 一、片狀珠光體 共析成分的奧氏體冷卻到A1以下時(shí),將分解為鐵素體與滲碳體的混合物,稱為珠光體。 1. 概念 片狀珠光體:過(guò)冷奧氏體緩冷所得的鐵素體與滲碳體呈層片相間組織; 珠光體團(tuán):片狀珠光體的片層位向大致相同的區(qū)域稱為珠光體團(tuán),在一個(gè)奧氏體晶粒內(nèi),可有幾個(gè)珠光體團(tuán)。 珠光體片間距:珠光體團(tuán)中相鄰的兩片滲碳體(或鐵素體)中心之間的距離稱為珠光體的片間距,用

3、S0表示。第5頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四P團(tuán)原A晶界圖3-2S0Fe3C圖3-1第6頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四片狀珠光體金相形態(tài)電鏡形態(tài)第7頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 珠光體(P): Pearlite 片間距約為450150nm,形成于A1650溫度范圍內(nèi)。在光學(xué)顯微鏡下可清晰分辨出鐵素體和滲碳體片層狀組織形態(tài)。光鏡形貌電鏡形貌珠 光 體 形 貌 像 2、片狀珠光體分類 生產(chǎn)上根據(jù)珠光體片間距的大小,可將珠光體類型組織分為三種:第8頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 索氏體(

4、S):Sorbite 片間距約為15080nm,形成于650600溫度范圍內(nèi)。只有在800倍以上光學(xué)顯微鏡下觀察才能分辨出鐵素體和滲碳體片層狀組織形態(tài)。細(xì)片狀P索氏體。光鏡形貌電鏡形貌索 氏 體 形 貌 像第9頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 屈氏體(T): Troostite 片間距約為8030nm,形成于600550溫度范圍內(nèi)。在光學(xué)顯微鏡下已很難分辨出鐵素體和滲碳體片層狀組織形態(tài)。極細(xì)片狀的P-屈氏體。電鏡形貌光鏡形貌 屈 氏 體 形 貌 像第10頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四珠光體、索氏體和屈氏體比較珠光體索氏體屈氏體 珠光體、索氏

5、體、屈氏體之間無(wú)本質(zhì)區(qū)別,都是出鐵素體和滲碳體片層相間組織,其形成溫度也無(wú)嚴(yán)格界線,只是其片層厚薄和片間距不同。 第11頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四3 影響珠光體片間距的因素 珠光體片層間距S0的大小,取決于過(guò)冷度T而與原奧氏體晶粒尺寸大小無(wú)關(guān)。 原因: 1. 在一定的過(guò)冷度下,若S0過(guò)大,原子所需擴(kuò)散的距離就要增大,這將使轉(zhuǎn)變發(fā)生困難。 2. 若S0過(guò)小,由于相界面面積增大,使界面能增大,這時(shí)GV不變,這會(huì)使相變驅(qū)動(dòng)力降低,也會(huì)使相變不易進(jìn)行。所以一定的T對(duì)應(yīng)一定的 S0 。第12頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四第13頁(yè),共67頁(yè),20

6、22年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四位向關(guān)系第14頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四鐵素體與奧氏體位向關(guān)系亞共析鋼中先共析鐵素體與奧氏體位向關(guān)系(K-S關(guān)系)滲碳體與奧氏體位向關(guān)系比較復(fù)雜第15頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四第16頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四第17頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 二、粒(球)狀珠光體 粒狀珠光體:滲碳體以粒狀分布于鐵素體基體中。它一般通過(guò)特定的熱處理獲得。滲碳體顆粒大小、形狀與所采用的熱處理工藝有關(guān)。滲碳體顆粒的多少與WC有關(guān)。 在高碳鋼中按滲碳體顆

7、粒大小將粒狀珠光體分為粒狀P、細(xì)粒狀P、點(diǎn)狀P。 其他類型的珠光體,如碳化物呈纖維狀和針狀。 第18頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四3.2 珠光體轉(zhuǎn)變的機(jī)理 一、珠光體形成的兩個(gè)基本過(guò)程 珠光體轉(zhuǎn)變過(guò)程包括兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程: (1)通過(guò)碳原子的擴(kuò)散使奧氏體分解為高碳的Fe3C和低碳的F; (2)通過(guò)鐵原子的擴(kuò)散發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)的改組。過(guò)程如下( A冷至Ar1 以下 ): A P(F Fe3C) 面心 體心 復(fù)雜斜方 0.77% 0.0218% 6.69% 第19頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 二、珠光體轉(zhuǎn)變的領(lǐng)先相 珠光體轉(zhuǎn)變是有奧氏體分解為

8、鐵素體與滲碳體,必然存在一個(gè)先析出相。珠光體形成的領(lǐng)先相取決于化學(xué)成分。亞共析鋼F(因?yàn)镻中的F與F先的位向相同)過(guò)共析鋼 Fe3C(因?yàn)橹蠪e3C和Fe3C先位向相同且組織上連續(xù))共析鋼 Fe3C(A中未溶Fe3C將促進(jìn)P的形成,而先共析F存在則無(wú)明顯影響) 過(guò)冷度小,滲碳體是領(lǐng)先相;過(guò)冷度大,鐵素體是領(lǐng)先相。第20頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 一、片狀珠光體形成過(guò)程 共析成分的奧氏體,在臨界點(diǎn)以下發(fā)生如下轉(zhuǎn)變: A F + Fe3C 片狀珠光體形成依賴于擴(kuò)散,以得到所需要的濃度變化以及結(jié)構(gòu)變化,轉(zhuǎn)變也是一個(gè)形核和長(zhǎng)大的過(guò)程。 3.2.2 珠光體的形成過(guò)程 第2

9、1頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四1. 形核一般情況下在奧氏體晶界處奧氏體化溫度低時(shí),可在奧氏體晶內(nèi)形核第22頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四Fe3C形狀:小薄片(應(yīng)變能小,表面積大,容易接受到原子)新相形狀與彈性應(yīng)變能之間關(guān)系第23頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 2、 長(zhǎng)大 Fe3C薄片向縱向、橫向長(zhǎng)大,不斷吸收周圍碳原子 在Fe3C兩側(cè)或奧氏體晶界上貧碳區(qū),形成F核Fe3C縱向長(zhǎng)大(橫向已不可能),F(xiàn)縱向長(zhǎng)大、橫向長(zhǎng)大,于F側(cè)的同一位向形成Fe3C,在同一位向交替形成F與Fe3C,形成一個(gè)珠光體團(tuán)。 在不同位向

10、形成另一個(gè)珠光體團(tuán)珠光體團(tuán)互相接觸,轉(zhuǎn)變結(jié)束。 片狀P的長(zhǎng)大方式:(1)交替形核、縱向長(zhǎng)大; (2)橫向長(zhǎng)大;(3)分枝形式長(zhǎng)大。第24頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 3、片狀珠光體長(zhǎng)大碳的擴(kuò)散機(jī)制 CA/F:F/A界面上A一側(cè)的碳濃度 CA/ Fe3c :Fe3C/A界面上A一側(cè)的碳濃度 CA:原A中的碳濃度 CF/A: F/A界面上F一側(cè)的碳濃度 CF/ Fe3c :F/Fe3C界面上F一側(cè)的碳濃度 C Fe3c :Fe3C的碳濃度為6.69% CA/F Fe3C FA1CACA/ F T C Fe3cFTACA/Fe3cCF/ACF /Fe3cACA/ Fe3

11、CCA/Fe3C,造成碳從A/F界面擴(kuò)散到A/Fe3C界面,這便破壞了界面平衡,使CA/F,CA/Fe3C,進(jìn)而導(dǎo)致F長(zhǎng)大(使CA/F ),F(xiàn)e3C長(zhǎng)大(使CA/Fe3C )。 (b)由遠(yuǎn)離P區(qū)擴(kuò)散 因?yàn)镃A/FCACA/Fe3C,F(xiàn)前沿的碳將向遠(yuǎn)處擴(kuò)散,而遠(yuǎn)處的碳(濃度為CA)將擴(kuò)散至Fe3C前,使F、Fe3C長(zhǎng)大。 (c)鐵素體中C的擴(kuò)散 如圖,因?yàn)镃F/ACF/Fe3C ,這就造成F內(nèi)部的碳的擴(kuò)散,使F前沿碳濃度下降,有利于F長(zhǎng)大,F(xiàn)e3C長(zhǎng)大。 第26頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四第27頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四第28頁(yè),共6

12、7頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 由于形成了/,/Fe3C相界面,在相界面前沿相中產(chǎn)生濃度差C- C-k ,從而引起碳原子由前沿向Fe3C前沿?cái)U(kuò)散,擴(kuò)散的結(jié)果破壞了相界面的碳濃度平衡,為了恢復(fù)碳濃度平衡,滲碳體和鐵素體就要向奧氏體中縱向長(zhǎng)大。珠光體的縱向長(zhǎng)大:第29頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四第30頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四第31頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 4、鐵原子的自擴(kuò)散 珠光體轉(zhuǎn)變時(shí),晶體點(diǎn)陣的改組是通過(guò)鐵原子自擴(kuò)散完成的。 綜上所述,珠光體轉(zhuǎn)變時(shí)珠光體團(tuán)的形成是鐵素體與滲碳體

13、橫向沿奧氏體晶界或沿已形成的珠光體團(tuán)界交替形核、縱向長(zhǎng)大的結(jié)果。 第32頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 二、粒狀珠光體形成機(jī)制 粒狀珠光體一般通過(guò)特定的熱處理獲得。生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的球化退火、淬火高溫回火,即通過(guò)下述方法得到粒狀珠光體。 (1) 低的奧氏體化溫度,短的保溫時(shí)間,加熱轉(zhuǎn)變未充分,有較多的未溶滲碳體粒子。 (2) AP臨界點(diǎn)下高的等溫溫度,長(zhǎng)的等溫保溫時(shí)間,冷卻速度極慢,以得到粒狀珠光體。 (3)淬火高溫回火(調(diào)質(zhì)處理)特定的熱處理?xiàng)l件是:第33頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四4.3 珠光體轉(zhuǎn)變機(jī)理二.粒狀珠光體的形成機(jī)制 片狀P

14、長(zhǎng)時(shí)間保溫略低于A1粒狀P球化退火片狀P加熱略高于A1A未溶Fe3C保溫A粒狀Fe3C緩冷粒狀P球化條件: 加熱時(shí):A化溫度低,保溫時(shí)間短 冷卻時(shí):P化溫度高,保溫時(shí)間長(zhǎng)第34頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四第35頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四第36頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 Growth of pearlite from austenite: Reaction rate increases with DT.EUTECTOID TRANSFORMATION RATE DT第37頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月2

15、0日,13點(diǎn)42分,星期四 Eutectoid composition, Co = 0.77wt%C Begin at T 727C Rapidly cool to 625C and hold isothermally. Cooling to lower temperatures results in finer microstructuresEX: COOLING HISTORY Fe-C SYSTEM第38頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 Ttransf just below TE -Larger T: diffusion is faster -Pearlite

16、is coarser.Two cases: Ttransf well below TE -Smaller T: diffusion is slower -Pearlite is finer.PEARLITE MORPHOLOGY第39頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 Reaction rate is a result of nucleation and growth of crystals. Examples:NUCLEATION AND GROWTHNucleation rate increases with DTGrowth rate increases with

17、 T第40頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 一、先共析相的析出條件 Fe-Fe3C相圖中GS、ES線的延長(zhǎng)線SG、SE具有一定的意義,GSG 、ESE線把相圖分成四個(gè)區(qū): GSE以上為A區(qū) GSE以左為先共析F析出區(qū) ESG以右為先共析Fe3C析出區(qū) ESG以下為偽共析P析出區(qū)。 右圖為先共析相及偽共析組織形成范圍亞(過(guò))共析鋼的轉(zhuǎn)變第41頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四一、偽共析轉(zhuǎn)變 定義:非共析成分的被過(guò)冷到ES延長(zhǎng)線SE與GS延長(zhǎng)線SG ,可以不先析出先共析相而直接分解為F與Fe3C混合物與共析轉(zhuǎn)變相似。轉(zhuǎn)變條件:亞共析鋼或過(guò)共析鋼快冷

18、并在ES延長(zhǎng)線E與GS延長(zhǎng)線SG區(qū)保溫組織:也稱為 特點(diǎn):分解機(jī)制和分解產(chǎn)物的組織特征與轉(zhuǎn)變完全相同。但和Fe3C量與不同,隨升高,F(xiàn)e3C量增加。第42頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四先共析F析出:三.亞(過(guò))共析鋼的珠光體轉(zhuǎn)變 A在SE與GS所包圍區(qū)域內(nèi)析出先析F相。 A1C%TT1GSEEG偽共析先析F先析Fe3C先共析滲碳體析出:先共析轉(zhuǎn)變完成后,在SE SG內(nèi)剩余A發(fā)生偽共析轉(zhuǎn)變T2A在SG與ES所包圍區(qū)域內(nèi)析出先析Fe3C。PPPT2T2T2Fe3C+PPF+PT1T1T1轉(zhuǎn)變產(chǎn)物轉(zhuǎn)變溫度合金合金合金成分第43頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)4

19、2分,星期四偽共析轉(zhuǎn)變應(yīng)用:1)加快冷速,提高P偽量,有助提高低碳鋼的強(qiáng)度。2)通過(guò)快冷抑制過(guò)共析鋼中網(wǎng)狀滲碳體的析出冷速越快,轉(zhuǎn)變溫度越低,先析相越少,P偽越多。第44頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四亞共析鋼先共析F的形態(tài)過(guò)共析鋼先共析Fe3C的形態(tài)網(wǎng)狀片狀等軸狀(塊狀)網(wǎng)狀片狀A(yù)晶粒細(xì)小,轉(zhuǎn)變溫度較高(或慢冷)A晶粒粗大,轉(zhuǎn)變溫度較低(或快冷)A晶粒粗大,冷速適中魏氏組織 片(針)狀F(或Fe3C)P 顯著降低鋼的力學(xué)性能,特別是塑韌性, 必須消除 采用細(xì)化晶粒的正火,退火或鍛造必須消除第45頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四四、鋼中的魏氏

20、組織 工業(yè)上將具有先共析片(針)狀鐵素體或針(片)狀滲碳體加珠光體的組織,都稱為魏氏組織。前者稱為鐵素體(-Fe)魏氏組織,后者稱為滲碳體魏氏組織。某低碳鋼氣焊熱影響區(qū)過(guò)熱段出現(xiàn)的粗大針狀魏氏鐵素體組織第46頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四3.3 珠光體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)3.3.1 形核率 形成溫度較高時(shí),擴(kuò)散較易,形核功起主導(dǎo)作用,由于溫度降低,形核功下降,故形核率增加。至一定溫度時(shí),擴(kuò)散起主導(dǎo)作用,溫度降低,擴(kuò)散困難,形核率下降。第47頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 形核率隨轉(zhuǎn)變溫度的降低先增后減,在550附近有一極大值。圖3-8 形核率與轉(zhuǎn)

21、變溫度的關(guān)系550第48頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四3.3.2 長(zhǎng)大速度圖3-8 長(zhǎng)大速度與轉(zhuǎn)變溫度的關(guān)系550 長(zhǎng)大速度隨轉(zhuǎn)變溫度的降低也是先增后減,在550附近也有一極大值。第49頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 形核率和長(zhǎng)大速度隨T ,先后。原因:(1) T ,T ,驅(qū)動(dòng)力Gv ,有利P形核長(zhǎng)大;(2) T , T ,A中濃度梯度,P片間距, 有利P形核長(zhǎng)大;(3) T , T ,原子活動(dòng)能力 ,不利形核。 以上三者共同作用,曲線出現(xiàn)極值。第50頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四3. 形核率和長(zhǎng)大速度與轉(zhuǎn)變時(shí)

22、間的關(guān)系當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度一定時(shí),珠光體的形核率I與轉(zhuǎn)變時(shí)間的關(guān)系如圖所示,隨轉(zhuǎn)變時(shí)間延長(zhǎng),形核率I逐漸增大。而等溫保持時(shí)間對(duì)珠光體的長(zhǎng)大速度G則無(wú)明顯的影響。第51頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四三、影響珠光體轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)的因素1.化學(xué)成分的影響(1)C%a)亞共析鋼:C%增加,先析F形核率降低,F(xiàn)長(zhǎng)大需要擴(kuò)散離去的C%增高,使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的孕育期增大,導(dǎo)致珠光體轉(zhuǎn)變速度降低。b)過(guò)共析鋼:C%增加,F(xiàn)e3C的形核率增加,孕育期減小,使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的孕育期減小,導(dǎo)致奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的轉(zhuǎn)變速度提高。第52頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四(

23、2)合金成分的影響除Co、Al外,合金元素的加入均不同程度的降低珠光體的轉(zhuǎn)變速度。Ni:減低G與N,過(guò)冷度較小時(shí),影響較大。Cr:過(guò)冷度較大時(shí)顯著降低G,使TnMo (W):劇烈降低G與N,使Tn明顯上移。Mn:T較小時(shí),對(duì)G影響不明顯; T較大時(shí),顯著降低GCo:N 、G 第53頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四2.加熱溫度和時(shí)間的影響(影響A成分和狀態(tài)) 奧氏體成分不均勻,珠光體轉(zhuǎn)變的形核率高,C原子擴(kuò)散速度高,長(zhǎng)大速度快; 未溶Fe3C多,可作為領(lǐng)先相晶核存在使珠光體轉(zhuǎn)變的形核率提高,加速其長(zhǎng)大速度。 奧氏體化溫度高時(shí)間長(zhǎng),奧氏體晶粒粗大且?jiàn)W氏體化均勻,使“C”曲

24、線右移,珠光體轉(zhuǎn)變的孕育期、形核率和長(zhǎng)大速度均降低,珠光體形成速度降低。3.奧氏體晶粒度的影響 奧氏體晶粒細(xì)小,單位體積內(nèi)晶界面積增大,珠光體形核部位增多,促進(jìn)珠光體形成。亦促進(jìn)先共析鐵素體和先共析滲碳體的析出。第54頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四4.應(yīng)力和塑性變形的影響 奧氏體化時(shí)拉應(yīng)力或塑性變形,易使點(diǎn)陣畸變和位錯(cuò)增高,促進(jìn)C、Fe原子擴(kuò)散及點(diǎn)陣重構(gòu),促進(jìn)珠光體的形核長(zhǎng)大。奧氏體化時(shí)壓應(yīng)力,原子遷移阻力增大,C、Fe原子擴(kuò)散困難,減慢珠光體形成速度。第55頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四3.4 P轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的力學(xué)性能 與成分和熱處理工藝有

25、關(guān)各相的含量和組織形態(tài); 對(duì)于片狀P,由層片間距決定; 不同形態(tài)P,性能不同; 先共析F和Fe3C含量不同,性能不同。第56頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四3.4.1 共析成分P的力學(xué)性能 與P的片間距、P團(tuán)直徑、P中F的亞結(jié)構(gòu)有關(guān) 由A化溫度和P形成溫度決定。 P片間距越小,強(qiáng)度、硬度、塑性均升高(為什么?) P團(tuán)直徑越小,強(qiáng)度、塑性如何變化? 問(wèn)題:連續(xù)冷卻發(fā)生P轉(zhuǎn)變時(shí),是否對(duì)性能有利?1片狀P第57頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 1、片狀珠光體 屈服強(qiáng)度: s =139+46.4S-1 斷裂強(qiáng)度: f =436.5+98.1S-1 珠

26、光體的力學(xué)性能 片間距,強(qiáng)度和硬度,同時(shí)塑性和韌性有所改善第58頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 在成分相同的條件下,與片狀珠光體相比,粒狀珠光體的強(qiáng)度、硬度稍低,而塑性較高。 其主要原因是:粒狀珠光體中鐵素體與滲碳體的相界面較片狀珠光體少,強(qiáng)度和硬度稍低;而鐵素體呈連續(xù)分布,滲碳體呈粒狀分散在鐵素體基體上,對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用較小,使塑性提高。滲碳體分布愈細(xì),硬度強(qiáng)度愈高,分布愈均勻,韌性愈好.2粒狀珠光體第59頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四3.4.2 亞、過(guò)共析鋼珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的力學(xué)性能 亞共析鋼完全奧氏體化后冷卻,隨著鋼中碳含量下降,

27、先共析鐵素體量增加;當(dāng)碳含量一定時(shí),隨著冷卻速度的加大,或轉(zhuǎn)變溫度的降低,先共析鐵素體量減少,珠光體量增加,但珠光體中的含碳量下降。 與珠光體和鐵素體的相對(duì)含量有關(guān)。 為了獲得最佳沖擊性能,應(yīng)使用細(xì)晶粒、含硅、含碳低的鋼。細(xì)化鐵素體晶粒、細(xì)化珠光體團(tuán)對(duì)韌性是有益的,而固溶強(qiáng)化對(duì)韌性是有害的。1. 亞共析鋼的珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的力學(xué)性能第60頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四第61頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 屈服強(qiáng)度主要取決于鐵素體晶粒尺寸大小,隨珠光體量增加,它對(duì)強(qiáng)度的影響減小。越接近共析成分,珠光體對(duì)強(qiáng)度的影響就越大,珠光體片層間距的作用就愈明顯。 屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度隨鐵素體量和珠光體量的變化是非線性的。 塑性隨珠光體量的增多而下降,隨鐵素體晶粒的細(xì)化而升高脆性轉(zhuǎn)折溫度隨珠光體量增加而升高第62頁(yè),共67頁(yè),2022年,5月20日,13點(diǎn)42分,星期四 過(guò)共析鋼珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的力

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