鋼(gang)加熱奧(ao)氏體化后,以一(yi)定的(de)(de)(de)速度(du)冷卻(que)下來(lai),獲得期望的(de)(de)(de)組織和性能,這是鋼(gang)熱處理的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)目(mu)的(de)(de)(de)。因此,鋼(gang)自高溫奧(ao)氏體狀態的(de)(de)(de)冷卻(que)過程是鋼(gang)熱處理的(de)(de)(de)又一(yi)個重要(yao)(yao)過程。


 鋼自(zi)高溫奧(ao)氏體狀態冷(leng)卻過程中(zhong)將發生奧(ao)氏體的(de)組織轉變。不(bu)(bu)同(tong)的(de)冷(leng)卻速度可以(yi)獲得不(bu)(bu)同(tong)的(de)轉變產(chan)物及不(bu)(bu)同(tong)的(de)性能。


 到目前為止(zhi),一般的(de)觀(guan)點是認(ren)為鋼在(zai)冷卻(que)時(shi),依冷卻(que)速(su)度不同,可以發生三種類(lei)型(xing)(xing)的(de)組織轉變,即珠光(guang)體型(xing)(xing)轉變、貝氏體型(xing)(xing)轉變和馬(ma)氏體型(xing)(xing)轉變。



一、珠光體型轉變


  具有共析成分的高溫奧氏體,在A1溫度以下恒溫轉變時,以共析轉變的方式轉變成珠光體。珠光體的轉變也有一個形核和長大的過程。由于在高溫奧氏體中,碳及合金元素成分基本上是均勻的,而共析轉變成的珠光體是低碳的鐵素體和高碳的滲碳體的混合物,可見在這個轉變過程中,發生了碳的擴散和鐵原子的點陣改組過程(由面心立方晶格的γ相改組成體心立方晶格的a相)。當然,對于亞共析鋼或過共析鋼,除珠光體轉變外,還有先共析鐵素體或先共析滲碳體的析出過程。


 在馬氏體不銹鋼中,鉻元素對奧氏體向珠光體的轉變也會產生影響。這種影響主要體現在以下幾個方面。


1. 如同在(zai)加熱轉(zhuan)變時(shi)一(yi)樣,鉻會減緩碳的擴散作用。


 2. 鉻(ge)的(de)存(cun)在(zai)增加了原子間的(de)結(jie)合力而降低(di)了鐵原子的(de)潔動(dong)能力,使(shi)鐵原子的(de)自(zi)擴散變慢。


 3. 鉻是(shi)(shi)強碳化物形(xing)成元(yuan)素,所以,在珠光體(ti)形(xing)成過程中,還(huan)有鉻本(ben)身的(de)擴(kuo)(kuo)散過程,鉻本(ben)身的(de)擴(kuo)(kuo)散是(shi)(shi)緩慢(man)的(de)。


 所(suo)以(yi)(yi),馬氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)發(fa)生(sheng)珠光體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)時,由于鉻的(de)存(cun)在,使這個(ge)轉(zhuan)變(bian)變(bian)得困難了,或(huo)者說,馬氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)高溫奧氏(shi)體(ti)(ti)顯得穩(wen)定了。以(yi)(yi)至于在實際熱處理時,即便較(jiao)慢(man)的(de)冷卻(que)速度冷卻(que),也不會像(xiang)碳鋼(gang)那樣容易發(fa)生(sheng)珠光體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)。結果使奧氏(shi)體(ti)(ti)能保留到(dao)較(jiao)低的(de)溫度。


 鉻的加入(ru)對馬氏(shi)體不(bu)銹鋼冷(leng)卻(que)轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)的另一(yi)個影(ying)響是(shi)對奧氏(shi)體轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)圖形狀的改變(bian)(bian)(bian),主要體現(xian)在兩個方面。一(yi)是(shi)使珠光體轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)區和中溫轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)區(貝氏(shi)體轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)區)分離;二(er)是(shi)使轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)圖右移,這是(shi)奧氏(shi)體穩定的一(yi)個表現(xian)。圖4-9是(shi)3Cr13鋼等溫轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)曲線圖。


圖 9.jpg


 當(dang)然,圖(tu)4-9所示曲線圖(tu)還(huan)應考慮(lv)其(qi)他一些合金元(yuan)素的(de)影(ying)響效果。


  關于(yu)珠(zhu)光(guang)體強(qiang)度,許多研(yan)究(jiu)結果(guo)表明,珠(zhu)光(guang)體的(de)強(qiang)度主要決定于(yu)片(pian)(pian)(pian)間(jian)距(ju)(ju)(ju),片(pian)(pian)(pian)間(jian)距(ju)(ju)(ju)越小強(qiang)度越高。而(er)片(pian)(pian)(pian)間(jian)距(ju)(ju)(ju)又主要取決于(yu)珠(zhu)光(guang)體的(de)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度,轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度越低則片(pian)(pian)(pian)間(jian)距(ju)(ju)(ju)越小。鉻元素的(de)加(jia)(jia)(jia)入(ru)提高了(le)(le)共析溫(wen)(wen)度,實際(ji)上增加(jia)(jia)(jia)了(le)(le)給定等溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度下的(de)過冷度,即增加(jia)(jia)(jia)了(le)(le)相變(bian)驅動力,使片(pian)(pian)(pian)間(jian)距(ju)(ju)(ju)變(bian)小。從這一理論(lun)來說,馬氏體不銹(xiu)鋼轉(zhuan)(zhuan)變(bian)的(de)珠(zhu)光(guang)體片(pian)(pian)(pian)間(jian)距(ju)(ju)(ju)應較小,故(gu)珠(zhu)光(guang)體強(qiang)度會有所提高。



二、貝(bei)氏體(ti)轉變(中溫轉變)


 根據鋼(gang)的(de)熱處理(li)原理(li),高溫奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)過冷到中溫轉(zhuan)變區(qu)(一(yi)般在(zai)550~200℃,依鋼(gang)成(cheng)分不同而異(yi)),會發生(sheng)中溫轉(zhuan)變,也(ye)叫(jiao)貝氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變。依轉(zhuan)變溫度(du)的(de)不同,形(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)轉(zhuan)變產物(wu)的(de)形(xing)(xing)(xing)態(tai)也(ye)不同。在(zai)中溫轉(zhuan)變上(shang)部溫度(du)區(qu)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)叫(jiao)上(shang)貝氏(shi)體(ti)(ti)呈束條狀(zhuang),在(zai)下部溫度(du)區(qu)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)叫(jiao)下貝氏(shi)體(ti)(ti)呈針狀(zhuang)。由于組織形(xing)(xing)(xing)態(tai)不同,在(zai)性能(neng)上(shang)也(ye)有(you)差異(yi)。


 對(dui)于奧氏(shi)體的中溫轉變,一般認為有以下特點。


 1. 中溫轉變開始前(qian),奧氏體(ti)中的(de)碳(tan)和合金元(yuan)素(su)已發生了不均(jun)勻的(de)分布(bu),在含碳(tan)較低的(de)具有(you)合適合金元(yuan)素(su)濃(nong)度的(de)區域,會形成α鐵晶核(he),一部分還會長(chang)大。


 2. γ→α的(de)(de)轉(zhuan)變是按(an)馬氏體轉(zhuan)變方式進行(xing)(xing)的(de)(de),發生鐵原子的(de)(de)點陣改組,每個鐵原子只能進行(xing)(xing)較(jiao)小的(de)(de)位移,而不(bu)能進行(xing)(xing)擴散。


 3. 在(zai)y→α轉變的(de)同時,碳的(de)活動方式(shi)是有的(de)通(tong)過相(xiang)界(jie)面自y相(xiang)向(xiang)α相(xiang)擴(kuo)散,也(ye)有的(de)在(zai)α相(xiang)內沉淀為(wei)碳化物。而合金元素本身在(zai)轉變過程中沒有擴(kuo)散。


 鉻元素(su)在貝(bei)氏體(ti)轉(zhuan)變過(guo)程(cheng)中,不會發(fa)揮像(xiang)在珠光體(ti)轉(zhuan)變中的(de)那些(xie)作(zuo)用,只能對中溫轉(zhuan)變中碳的(de)擴散產(chan)生(sheng)一定的(de)阻(zu)礙(ai)作(zuo)用,使貝(bei)氏體(ti)形成速度(du)減緩。


 合金元素對貝氏體性能的影響,概(gai)括如(ru)下:


  1. 上貝氏體的(de)(de)強度(du)和韌性主要(yao)決定(ding)于(yu)鐵(tie)素(su)體條片的(de)(de)平均寬度(du)和碳化(hua)物的(de)(de)大小、分布、性質。由(you)于(yu)上貝氏體中的(de)(de)鐵(tie)素(su)體固溶(rong)碳量不多(duo),位錯密度(du)較(jiao)小,因此(ci),碳的(de)(de)固溶(rong)強化(hua)和位錯強化(hua)作(zuo)用不明顯。


  2. 下(xia)貝(bei)氏體(ti)的(de)強(qiang)(qiang)度(du)、韌性主要取決(jue)于(yu)碳(tan)(tan)化物(wu)的(de)數(shu)量、分散度(du)和位(wei)錯(cuo)密度(du),因此,下(xia)貝(bei)氏體(ti)具(ju)有較好的(de)強(qiang)(qiang)度(du)、塑韌性。雖然下(xia)貝(bei)氏體(ti)內鐵素體(ti)固溶(rong)(rong)碳(tan)(tan)量有所變(bian)化,但下(xia)貝(bei)氏體(ti)的(de)強(qiang)(qiang)度(du)并(bing)不主要決(jue)定于(yu)碳(tan)(tan)的(de)固溶(rong)(rong)強(qiang)(qiang)化。


 因此,可認為,形(xing)成(cheng)碳(tan)化(hua)物的(de)元素鉻在貝氏體中,應是通過對碳(tan)化(hua)物影響來體現(xian)對其性能的(de)作用。



三、馬氏體(ti)轉變


 對于馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼,通(tong)過淬(cui)火獲得(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti),再經過回(hui)火獲得(de)回(hui)火馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(低溫回(hui)火)或索氏(shi)(shi)體(ti)(高溫回(hui)火),并獲得(de)要求的性能。所(suo)以,馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼熱(re)處理的淬(cui)火,即奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)向馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的轉變(bian)更(geng)具有(you)重要意義。


  如(ru)前所(suo)述(shu),馬氏體(ti)(ti)(ti)不銹鋼由于(yu)鉻等(deng)合(he)金元(yuan)素的作用,使奧氏體(ti)(ti)(ti)更穩定了(le),不易發生向珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)和(he)貝氏體(ti)(ti)(ti)的轉變,這就為其獲得馬氏體(ti)(ti)(ti)組(zu)織提供了(le)有(you)利(li)條件(jian)。


  要得(de)到(dao)淬火馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti),必(bi)須以大(da)于臨(lin)界冷(leng)卻(que)(que)速度(du)的冷(leng)卻(que)(que)方式冷(leng)卻(que)(que)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti),冷(leng)卻(que)(que)到(dao)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)開始溫(wen)度(du)(Ms)以下(xia)(xia)。馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)是在不斷冷(leng)卻(que)(que)過程中進(jin)行的。溫(wen)度(du)下(xia)(xia)降(jiang)停(ting)止(zhi)(zhi)(zhi),則馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)停(ting)滯、終止(zhi)(zhi)(zhi),并且冷(leng)卻(que)(que)到(dao)室溫(wen)以下(xia)(xia),有的甚至冷(leng)卻(que)(que)到(dao)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)終止(zhi)(zhi)(zhi)溫(wen)度(du)(Mf),還會有未轉(zhuan)變(bian)的奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)保持下(xia)(xia)來,這部(bu)分奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)被稱為殘(can)留(liu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)。


 1. 馬氏體轉變特(te)點


 奧(ao)氏體(ti)向馬氏體(ti)的轉(zhuan)變(bian)與向珠光體(ti)轉(zhuan)變(bian)和向貝氏體(ti)轉(zhuan)變(bian)是不同的。馬氏體(ti)轉(zhuan)變(bian)主要(yao)有以下特點。


 ①. 馬氏(shi)(shi)體轉變時,與母相奧氏(shi)(shi)體保持共格(ge)關(guan)系,在磨(mo)光(guang)的表面(mian)上有浮凸現象。


 ②. 馬氏體(ti)和母相奧氏體(ti)間(jian)存在嚴格(ge)的結晶學關系(xi),兩相間(jian)存在位(wei)向關系(xi)。


 ③. 馬(ma)氏體總是(shi)沿著母相奧氏體中一定的面形成,常稱慣習(xi)面。


 ④. 馬氏體(ti)形成之后,原奧氏體(ti)中(zhong)的(de)碳原子會(hui)自然進入(ru)馬氏體(ti)的(de)間(jian)隙位置中(zhong)。


 ⑤. 馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)變(bian)獲得(de)的(de)體(ti)(ti)(ti)心立(li)方晶格是在切變(bian)過程中形(xing)成的(de),這種切變(bian)可能是滑(hua)移或孿晶,同時在馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)內部留下晶體(ti)(ti)(ti)缺陷(亞結構)。


 ⑥. 奧(ao)氏體向馬氏體的轉變是非擴散性的,不(bu)發生(sheng)元素濃度(du)變化。


 ⑦. 馬氏(shi)體轉變(bian)(bian)只(zhi)有在轉變(bian)(bian)溫度(du)低(di)于鋼中(zhong)新舊兩相(xiang)(α相(xiang)和γ相(xiang))自由能(neng)相(xiang)等的臨(lin)界溫度(du)時,才會(hui)存在“無(wu)擴散(san)相(xiang)變(bian)(bian)驅動力”,促進馬氏(shi)體形成,溫度(du)越低(di),這個驅動力越大,馬氏(shi)體轉變(bian)(bian)越容易進行。


 ⑧. 生成的馬氏體不(bu)能越過(guo)母(mu)相奧氏體的晶界(jie)。


 ⑨. 合金元(yuan)素對馬氏(shi)體相變點有不(bu)同(tong)的(de)影響,如鉻、鉬、鎳等使(shi)Ms 點下降,鈷、鋁等使(shi)M、點上(shang)升。見(jian)圖4-10。當然,也有的(de)學(xue)者對馬氏(shi)體轉(zhuan)(zhuan)變有不(bu)同(tong)見(jian)解,對馬氏(shi)體無擴散性(xing)轉(zhuan)(zhuan)變提出(chu)質疑。


圖 10.jpg



 2. 馬氏體形態、亞結(jie)構和(he)強韌(ren)度


  在鋼的(de)(de)(de)使用中,要求強(qiang)韌性時,應獲得的(de)(de)(de)最(zui)基本、最(zui)主要的(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)就是馬氏(shi)體。鋼的(de)(de)(de)強(qiang)韌性與(yu)馬氏(shi)體的(de)(de)(de)形態,內部顯微組(zu)織(zhi)及亞(ya)結構有關。


  ①. 馬氏體的形態(tai)是指(zhi)馬氏體基本單元晶體的幾何(he)外形


   根據研究,有的學者將馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)形態(tai)分成(cheng)五類:即(ji)板(ban)(ban)條狀(zhuang)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)、針(zhen)狀(zhuang)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)、蝴(hu)蝶狀(zhuang)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)、薄板(ban)(ban)狀(zhuang)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)、e'馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)。對于馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹鋼來(lai)說,最(zui)常見的是前兩(liang)類,即(ji)板(ban)(ban)條狀(zhuang)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)和針(zhen)狀(zhuang)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)。


   板(ban)條(tiao)狀馬(ma)氏體(ti)(有的(de)稱塊狀馬(ma)氏體(ti))單(dan)元晶體(ti)的(de)立體(ti)外形(xing)是(shi)長條(tiao)狀,利用透射(she)電鏡及電子(zi)衍(yan)射(she)技(ji)術(shu)分析時(shi),可見一條(tiao)狀馬(ma)氏體(ti)單(dan)元,實際上是(shi)由許多更為細小的(de)板(ban)條(tiao)晶大致上按同一方位(wei)排列而成的(de)。這(zhe)種(zhong)板(ban)條(tiao)晶體(ti)在一般光學顯(xian)微鏡下看不出來(lai)。板(ban)條(tiao)狀馬(ma)氏體(ti)常出現在含(han)碳(tan)量較低的(de)碳(tan)鋼、合金鋼、馬(ma)氏體(ti)不銹鋼中。


   針(zhen)狀(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(有的(de)稱透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)狀(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)、片狀(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti))的(de)單元晶(jing)體(ti)(ti)(ti)的(de)立體(ti)(ti)(ti)外形是透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)狀(zhuang),是以單個馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)形式(shi)出(chu)現的(de),在(zai)(zai)(zai)顯微鏡(jing)(jing)下(xia)(xia)呈多向分(fen)布。在(zai)(zai)(zai)實用(yong)鋼(gang)(gang)中,針(zhen)狀(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)一般都很細,在(zai)(zai)(zai)光學顯微鏡(jing)(jing)下(xia)(xia)不具有明顯的(de)組(zu)織特征。針(zhen)狀(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)多出(chu)現在(zai)(zai)(zai)碳量(liang)較(jiao)高的(de)碳鋼(gang)(gang)、合(he)金鋼(gang)(gang)、馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)中。


 ②. 馬氏體(ti)的亞結構實(shi)質是指馬氏體(ti)內(nei)存在的晶(jing)體(ti)缺陷


   在電(dian)子顯(xian)微鏡(jing)下觀察,板條狀馬(ma)氏(shi)體(ti)內部(bu)存在的(de)缺陷是以(yi)高(gao)密度的(de)位錯為主,用電(dian)鏡(jing)測(ce)定位錯密度為0.3x1012/c㎡~0.9x102/c㎡;晶體(ti)內大都是密度很高(gao)的(de)位錯線。所以(yi),習(xi)慣上稱板條狀馬(ma)氏(shi)體(ti)叫(jiao)位錯馬(ma)氏(shi)體(ti)。


  針狀(zhuang)馬(ma)氏體內部存在的缺陷以孿(luan)晶為(wei)(wei)主,在電(dian)子(zi)顯微鏡下顯示出(chu)其亞結構為(wei)(wei)細的李晶(寬距約為(wei)(wei)5nm).所以,也(ye)有的稱(cheng)針狀(zhuang)馬(ma)氏體為(wei)(wei)李晶馬(ma)氏體。


   應(ying)該指(zhi)出,馬氏體的(de)亞結(jie)構很復雜,已發現,板條狀馬氏體內有細的(de)李晶(jing)存在(zai),在(zai)針狀馬氏體內也(ye)有高密度的(de)位錯。


  ③. 馬氏(shi)體的強(qiang)韌性


  關于馬氏體(ti)的強(qiang)韌性及其影(ying)響(xiang)因素(su)等問題(ti),是許多學(xue)者(zhe)關注和(he)著力研究的課題(ti)。這(zhe)是一個復雜的問題(ti),要完整地說明其本質和(he)區分各種因素(su)的作用仍(reng)然是困難(nan)的,而且各學(xue)派(pai)還存在一些不同的觀點。


   a. 馬氏體的強度


   較早期的(de)(de)(de)一些研究認為:碳(tan)(tan)及(ji)合金元素的(de)(de)(de)固溶作用是(shi)強(qiang)化(hua)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)原因(yin)。特(te)別是(shi)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)硬度(du)(du)和強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)與碳(tan)(tan)含(han)量的(de)(de)(de)增加成(cheng)正比(bi)。似乎(hu)說明碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)固溶強(qiang)化(hua)是(shi)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)化(hua)的(de)(de)(de)主要原因(yin)。碳(tan)(tan)作為溶質原子嵌入α-Fe晶格(ge)的(de)(de)(de)八面體(ti)(ti)間謝中,使晶格(ge)產生畸變(bian),造成(cheng)強(qiang)硬化(hua)效應。近期的(de)(de)(de)一些研究結果表明,馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)強(qiang)度(du)(du)隨碳(tan)(tan)含(han)量增加而(er)提(ti)高(gao)是(shi)因(yin)為碳(tan)(tan)提(ti)高(gao)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相變(bian)時的(de)(de)(de)位錯密(mi)度(du)(du)的(de)(de)(de)結果。位錯密(mi)度(du)(du)越高(gao),金屬(shu)抵抗塑性變(bian)形的(de)(de)(de)能力就越大。


   馬(ma)氏體(ti)(ti)的(de)強度還與原始奧氏體(ti)(ti)的(de)晶(jing)粒(li)(li)大小有關。如果原始奧氏體(ti)(ti)晶(jing)粒(li)(li)細小,則轉(zhuan)變(bian)成的(de)馬(ma)氏體(ti)(ti)領(ling)域及馬(ma)氏體(ti)(ti)片(pian)也細小,更多(duo)的(de)界面(mian)阻礙了晶(jing)粒(li)(li)受力時(shi)(shi)滑移帶的(de)運動。還有的(de)解釋(shi)說原始奧氏體(ti)(ti)晶(jing)粒(li)(li)小,在馬(ma)氏體(ti)(ti)相變(bian)時(shi)(shi),會(hui)提高位錯密度而使馬(ma)氏體(ti)(ti)強度增加。


  綜上觀點,可總(zong)結(jie)為:淬火馬氏(shi)體的(de)高強度是碳和合金元素(su)固溶強化、馬氏(shi)體條片周(zhou)界及馬氏(shi)體內(nei)位錯密度的(de)綜合貢獻結(jie)果。


  b. 馬(ma)氏(shi)體的韌(ren)性


   馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)與(yu)含碳量有關,低碳(C≤0.4%)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)具(ju)有較(jiao)好的(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing),隨著(zhu)含碳量的(de)(de)(de)增(zeng)加,韌(ren)性(xing)(xing)顯(xian)著(zhu)下降。韌(ren)性(xing)(xing)與(yu)碳的(de)(de)(de)關系,本質是碳對馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)形態和(he)亞結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)影響結(jie)果。研究表(biao)明(ming),馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)與(yu)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)形態和(he)亞結(jie)構(gou)(gou)有明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)關系。馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)中的(de)(de)(de)孿晶馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)比例越大,其韌(ren)性(xing)(xing)下降也越大。


  有(you)試驗證明,在相(xiang)同(tong)的(de)屈(qu)服強度下(xia),位(wei)錯(cuo)型馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)斷裂(lie)(lie)韌性(xing)比孿(luan)(luan)晶馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)高得多。在相(xiang)同(tong)的(de)強度條(tiao)件下(xia),條(tiao)狀馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)斷裂(lie)(lie)制性(xing)遠遠高于針狀馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti),并且(qie),馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)韌性(xing)還(huan)隨著(zhu)板條(tiao)寬(kuan)度和領域大(da)小(xiao)的(de)減小(xiao)而增加。經進(jin)一步(bu)研(yan)究和分析認(ren)為(wei),馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)中的(de)位(wei)錯(cuo)亞結構可動性(xing)較孿(luan)(luan)晶大(da),由于位(wei)錯(cuo)的(de)運(yun)動能緩和局部地區的(de)應力集中,延緩裂(lie)(lie)紋(wen)形(xing)核,即(ji)使(shi)存有(you)微裂(lie)(lie)紋(wen),也會削減裂(lie)(lie)紋(wen)尖的(de)應力峰值。這當然對馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)韌性(xing)有(you)利。還(huan)有(you)的(de)認(ren)為(wei),板條(tiao)狀馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)在原奧氏(shi)(shi)體(ti)晶粒(li)內(nei)部排列成束狀,說明產生(sheng)馬(ma)(ma)民體(ti)相(xiang)變時,晶體(ti)間不(bu)發生(sheng)相(xiang)互(hu)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)作用,所以(yi)不(bu)會產生(sheng)顯(xian)微裂(lie)(lie)紋(wen)。而孿(luan)(luan)昌馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)形(xing)態(tai)呈片(pian)狀,馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)變時,片(pian)與(yu)片(pian)之(zhi)間的(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)作用會促進(jin)顯(xian)微裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)產生(sheng)。


  在探討馬(ma)氏(shi)體(ti)強韌性問(wen)題時,應指出:馬(ma)氏(shi)體(ti)的強韌性不應孤立地看做是哪一(yi)種因素(su)作(zuo)用的結(jie)果,而與合金成分、固溶強化作(zuo)用、馬(ma)氏(shi)體(ti)形成方式、馬(ma)氏(shi)體(ti)形態及亞結(jie)構等多種因素(su)都(dou)有密切的關聯。


  通過(guo)對(dui)奧氏(shi)(shi)體(ti)向馬氏(shi)(shi)體(ti)轉變理論及轉變馬氏(shi)(shi)體(ti)特(te)性的(de)了解,可知由(you)于(yu)鉻的(de)存在,馬氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼在淬火時,由(you)奧氏(shi)(shi)體(ti)向馬氏(shi)(shi)體(ti)轉變過(guo)程中與碳鋼相比,具有一些(xie)特(te)殊之(zhi)處。


 (1) 鉻(ge)等合(he)金(jin)元素的(de)(de)存(cun)在,使奧氏(shi)體(ti)(ti)穩定(ding)性(xing)增強(qiang),在冷卻過程中不易發(fa)生珠光體(ti)(ti)轉變和貝氏(shi)體(ti)(ti)轉變,在較緩慢的(de)(de)冷卻條件下,仍可發(fa)生馬氏(shi)體(ti)(ti)轉變。所以,馬氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼在油冷、風冷,甚至(zhi)于空(kong)冷條件下,均可獲(huo)得(de)淬火馬氏(shi)體(ti)(ti)組織。


(2) 合金元素使奧氏(shi)體(ti)(ti)穩(wen)定化(hua)的(de)另(ling)一個影響是,馬氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼淬火(huo)后,會存在(zai)未進行(xing)轉變(bian)的(de)殘留奧氏(shi)體(ti)(ti)。這使得馬氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼淬火(huo)后,與(yu)同等含碳量的(de)碳鋼相比(bi),淬火(huo)硬(ying)度略有下降(jiang)。


(3) 馬氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)淬(cui)透性高于(yu)碳鋼(gang),使得較大尺寸的(de)(de)零件也(ye)能(neng)獲得淬(cui)火馬氏體組織(zhi),保證大截面零件也(ye)能(neng)得到均勻的(de)(de)組織(zhi)和良好(hao)的(de)(de)性能(neng)。


(4) 馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼中,因含(han)有較多的(de)難溶合金碳化(hua)物(wu),特別是(shi)當碳含(han)量較高時(shi),碳化(hua)物(wu)會保留在淬火組織中,可明顯提高材料的(de)硬度和(he)耐(nai)磨性(xing)能。