鋼加熱奧氏(shi)體(ti)化(hua)后(hou),以一定的(de)速(su)度冷(leng)(leng)卻下來(lai),獲得期望的(de)組織和(he)性能(neng),這(zhe)是(shi)鋼熱處理(li)的(de)主要(yao)目(mu)的(de)。因此,鋼自高(gao)溫(wen)奧氏(shi)體(ti)狀(zhuang)態的(de)冷(leng)(leng)卻過(guo)程(cheng)是(shi)鋼熱處理(li)的(de)又一個重要(yao)過(guo)程(cheng)。
鋼自高溫奧(ao)氏體(ti)狀態(tai)冷卻過程中將發生(sheng)奧(ao)氏體(ti)的(de)組(zu)織轉(zhuan)變。不(bu)(bu)同(tong)的(de)冷卻速(su)度可以獲得不(bu)(bu)同(tong)的(de)轉(zhuan)變產物及不(bu)(bu)同(tong)的(de)性能。
到目(mu)前為(wei)止,一般(ban)的(de)觀點(dian)是認為(wei)鋼在冷卻時,依冷卻速度不同,可以發生三種類型(xing)(xing)的(de)組織轉變(bian)(bian),即珠光體型(xing)(xing)轉變(bian)(bian)、貝氏(shi)體型(xing)(xing)轉變(bian)(bian)和馬氏(shi)體型(xing)(xing)轉變(bian)(bian)。
一(yi)、珠光體型轉變(bian)
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(ti)不(bu)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. 如同在加熱轉變時(shi)一樣(yang),鉻會(hui)減緩碳的擴散作用。
2. 鉻的存在增加(jia)了原子(zi)間的結合力而(er)降低了鐵(tie)原子(zi)的潔(jie)動能(neng)力,使鐵(tie)原子(zi)的自擴散變(bian)慢(man)。
3. 鉻(ge)是強碳化物形(xing)成(cheng)元素,所以,在珠光體形(xing)成(cheng)過(guo)程中,還(huan)有鉻(ge)本身(shen)的(de)(de)擴散過(guo)程,鉻(ge)本身(shen)的(de)(de)擴散是緩慢的(de)(de)。
所以(yi)(yi),馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)發生(sheng)(sheng)珠光體轉變時(shi)(shi),由于(yu)鉻(ge)的(de)存在,使(shi)這個轉變變得困難了(le),或(huo)者說,馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)高溫奧氏(shi)體顯(xian)得穩定了(le)。以(yi)(yi)至于(yu)在實(shi)際熱(re)處理時(shi)(shi),即便較(jiao)慢的(de)冷卻(que)速度(du)冷卻(que),也(ye)不(bu)會像碳鋼(gang)(gang)那樣容易發生(sheng)(sheng)珠光體轉變。結果使(shi)奧氏(shi)體能保留(liu)到較(jiao)低的(de)溫度(du)。
鉻的(de)加入對馬氏(shi)體(ti)不銹鋼冷卻轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)的(de)另一個影響是(shi)(shi)對奧氏(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)圖形狀的(de)改變(bian)(bian)(bian),主(zhu)要體(ti)現在兩個方(fang)面。一是(shi)(shi)使珠光體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)區(qu)和中溫轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)區(qu)(貝氏(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)區(qu))分離;二(er)是(shi)(shi)使轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)圖右移,這是(shi)(shi)奧氏(shi)體(ti)穩定的(de)一個表現。圖4-9是(shi)(shi)3Cr13鋼等溫轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)曲線(xian)圖。

當(dang)然,圖4-9所(suo)示(shi)曲線圖還應考(kao)慮(lv)其他一些(xie)合金元(yuan)素的(de)影響效果。
關于(yu)珠(zhu)(zhu)光體強(qiang)度(du)(du),許多(duo)研究結果表明,珠(zhu)(zhu)光體的(de)強(qiang)度(du)(du)主要決(jue)(jue)定(ding)于(yu)片(pian)間(jian)距(ju)(ju),片(pian)間(jian)距(ju)(ju)越(yue)小(xiao)(xiao)強(qiang)度(du)(du)越(yue)高。而片(pian)間(jian)距(ju)(ju)又主要取決(jue)(jue)于(yu)珠(zhu)(zhu)光體的(de)轉變(bian)溫(wen)(wen)度(du)(du),轉變(bian)溫(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)低(di)則片(pian)間(jian)距(ju)(ju)越(yue)小(xiao)(xiao)。鉻元素的(de)加入提(ti)高了(le)共析溫(wen)(wen)度(du)(du),實際上增加了(le)給定(ding)等溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度(du)(du)下(xia)的(de)過冷度(du)(du),即增加了(le)相變(bian)驅動力(li),使片(pian)間(jian)距(ju)(ju)變(bian)小(xiao)(xiao)。從這一(yi)理論來(lai)說,馬氏(shi)體不銹鋼轉變(bian)的(de)珠(zhu)(zhu)光體片(pian)間(jian)距(ju)(ju)應較小(xiao)(xiao),故珠(zhu)(zhu)光體強(qiang)度(du)(du)會有所提(ti)高。
二(er)、貝(bei)氏(shi)體轉(zhuan)變(中溫轉(zhuan)變)
根(gen)據(ju)鋼(gang)的熱處(chu)理原理,高溫(wen)奧氏(shi)體過冷到中(zhong)溫(wen)轉(zhuan)變區(qu)(一(yi)般在(zai)550~200℃,依鋼(gang)成(cheng)分不(bu)同(tong)(tong)而異(yi)),會發生中(zhong)溫(wen)轉(zhuan)變,也(ye)叫貝(bei)氏(shi)體轉(zhuan)變。依轉(zhuan)變溫(wen)度的不(bu)同(tong)(tong),形成(cheng)的轉(zhuan)變產(chan)物的形態(tai)(tai)也(ye)不(bu)同(tong)(tong)。在(zai)中(zhong)溫(wen)轉(zhuan)變上部溫(wen)度區(qu)形成(cheng)的叫上貝(bei)氏(shi)體呈束(shu)條狀,在(zai)下(xia)部溫(wen)度區(qu)形成(cheng)的叫下(xia)貝(bei)氏(shi)體呈針狀。由于組織形態(tai)(tai)不(bu)同(tong)(tong),在(zai)性能(neng)上也(ye)有差異(yi)。
對(dui)于(yu)奧氏體的中溫轉變,一(yi)般認為(wei)有以下特(te)點。
1. 中(zhong)溫(wen)轉變開(kai)始前,奧氏體中(zhong)的(de)碳和合(he)金(jin)元素已(yi)發(fa)生了不均勻的(de)分布,在含碳較低的(de)具有(you)合(he)適合(he)金(jin)元素濃度的(de)區域,會(hui)形成α鐵晶核,一部分還會(hui)長大(da)。
2. γ→α的(de)轉變(bian)是按馬氏體轉變(bian)方式進(jin)行(xing)的(de),發生鐵原子(zi)的(de)點陣改組,每(mei)個鐵原子(zi)只能(neng)進(jin)行(xing)較小的(de)位移(yi),而不能(neng)進(jin)行(xing)擴(kuo)散。
3. 在(zai)y→α轉(zhuan)變(bian)的同時,碳(tan)的活動方式是有的通過相界面自y相向(xiang)α相擴散(san)(san),也有的在(zai)α相內沉淀(dian)為(wei)碳(tan)化物。而合金元素本身(shen)在(zai)轉(zhuan)變(bian)過程中沒有擴散(san)(san)。
鉻元素在貝氏體轉變過(guo)程中(zhong),不會發揮像在珠(zhu)光體轉變中(zhong)的那些作用,只能(neng)對中(zhong)溫轉變中(zhong)碳的擴散(san)產(chan)生一定(ding)的阻礙作用,使貝氏體形成(cheng)速度減緩(huan)。
合金(jin)元(yuan)素對貝氏體性能的影(ying)響,概括如下:
1. 上貝(bei)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)強度(du)和(he)韌性(xing)主要決定于(yu)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)條(tiao)片的(de)(de)平均寬度(du)和(he)碳(tan)化(hua)物的(de)(de)大小(xiao)、分布、性(xing)質。由于(yu)上貝(bei)氏(shi)體(ti)(ti)中的(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)固溶碳(tan)量不多,位錯(cuo)密度(du)較小(xiao),因此,碳(tan)的(de)(de)固溶強化(hua)和(he)位錯(cuo)強化(hua)作用不明顯。
2. 下(xia)貝(bei)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)強度(du)(du)、韌(ren)性主要取(qu)決于碳化(hua)物的(de)數量(liang)(liang)、分散度(du)(du)和(he)位錯密度(du)(du),因此,下(xia)貝(bei)氏(shi)體(ti)(ti)具有較好的(de)強度(du)(du)、塑(su)韌(ren)性。雖然下(xia)貝(bei)氏(shi)體(ti)(ti)內鐵(tie)素體(ti)(ti)固溶碳量(liang)(liang)有所變化(hua),但下(xia)貝(bei)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)強度(du)(du)并不主要決定(ding)于碳的(de)固溶強化(hua)。
因此(ci),可認為,形成碳(tan)化物(wu)(wu)的(de)元素鉻在貝氏(shi)體(ti)中,應是通(tong)過對(dui)碳(tan)化物(wu)(wu)影響來(lai)體(ti)現對(dui)其性能的(de)作用。
三、馬氏體轉變(bian)
對(dui)于(yu)馬(ma)(ma)氏體不(bu)銹鋼,通過淬火(huo)獲(huo)得馬(ma)(ma)氏體,再經過回(hui)火(huo)獲(huo)得回(hui)火(huo)馬(ma)(ma)氏體(低溫回(hui)火(huo))或索(suo)氏體(高(gao)溫回(hui)火(huo)),并(bing)獲(huo)得要(yao)求的性能(neng)。所以,馬(ma)(ma)氏體不(bu)銹鋼熱處理的淬火(huo),即奧(ao)氏體向馬(ma)(ma)氏體的轉變更具有重要(yao)意(yi)義。
如前所(suo)述(shu),馬氏體不銹鋼(gang)由(you)于鉻等合(he)金元素的作用,使奧(ao)氏體更(geng)穩定了(le),不易發生(sheng)向珠(zhu)光體和貝氏體的轉(zhuan)變,這就為其獲得(de)馬氏體組織提供了(le)有利條件(jian)。
要得(de)到(dao)淬(cui)火馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti),必須以(yi)大于臨界冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)速度(du)的(de)(de)(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)方式冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti),冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)到(dao)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)(bian)(bian)開(kai)始溫(wen)度(du)(Ms)以(yi)下。馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)(bian)(bian)是在(zai)不斷(duan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)過程中(zhong)進行(xing)的(de)(de)(de)(de)。溫(wen)度(du)下降停止,則馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)(bian)(bian)停滯、終止,并且(qie)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)到(dao)室溫(wen)以(yi)下,有的(de)(de)(de)(de)甚至(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)到(dao)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)(bian)(bian)終止溫(wen)度(du)(Mf),還會(hui)有未轉變(bian)(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)保(bao)持下來(lai),這(zhe)部分奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)被稱(cheng)為殘留(liu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)。
1. 馬氏(shi)體轉變特點
奧氏(shi)體(ti)(ti)向馬氏(shi)體(ti)(ti)的(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變與(yu)向珠光體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變和向貝(bei)氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變是(shi)不同的(de)。馬氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變主要(yao)有以下特(te)點(dian)。
①. 馬氏體轉(zhuan)變時,與母相奧氏體保持共格關系,在磨光的(de)表面上有(you)浮凸現象。
②. 馬(ma)氏(shi)體和母相(xiang)奧氏(shi)體間(jian)存在嚴格的結晶學關(guan)系,兩相(xiang)間(jian)存在位(wei)向關(guan)系。
③. 馬氏(shi)體總是沿著母相奧(ao)氏(shi)體中一定的面形成,常稱慣習面。
④. 馬氏(shi)體形成之后,原(yuan)奧氏(shi)體中的(de)(de)碳原(yuan)子會自然進入馬氏(shi)體的(de)(de)間隙位置中。
⑤. 馬氏體(ti)相變(bian)獲得的體(ti)心立方晶(jing)格是在(zai)切變(bian)過程中(zhong)形成的,這種切變(bian)可能是滑移(yi)或孿晶(jing),同時在(zai)馬氏體(ti)內部留(liu)下晶(jing)體(ti)缺陷(亞結構)。
⑥. 奧氏(shi)體向馬氏(shi)體的轉變(bian)是非擴散性的,不發(fa)生元素濃(nong)度(du)變(bian)化(hua)。
⑦. 馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變(bian)只有(you)在轉變(bian)溫度(du)低(di)于鋼(gang)中新舊兩相(α相和γ相)自(zi)由(you)能相等(deng)的臨界(jie)溫度(du)時,才會存在“無(wu)擴散(san)相變(bian)驅動力(li)(li)”,促(cu)進馬(ma)氏(shi)體(ti)形成,溫度(du)越低(di),這個驅動力(li)(li)越大,馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變(bian)越容易進行。
⑧. 生(sheng)成的馬氏體不能(neng)越過母相奧氏體的晶界。
⑨. 合金元素(su)對馬(ma)氏體(ti)相變(bian)點有不(bu)同的(de)影響,如鉻(ge)、鉬、鎳等(deng)使Ms 點下降,鈷、鋁等(deng)使M、點上升。見圖4-10。當(dang)然,也(ye)有的(de)學者(zhe)對馬(ma)氏體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)有不(bu)同見解(jie),對馬(ma)氏體(ti)無擴散性轉(zhuan)(zhuan)變(bian)提(ti)出(chu)質疑。

2. 馬氏(shi)體形態、亞結(jie)構和強(qiang)韌度
在鋼(gang)的(de)使用中,要求強(qiang)韌性(xing)時,應(ying)獲得的(de)最基本、最主要的(de)組織就是(shi)馬(ma)氏(shi)體。鋼(gang)的(de)強(qiang)韌性(xing)與(yu)馬(ma)氏(shi)體的(de)形態,內部顯(xian)微組織及亞結構有關。
①. 馬氏體(ti)的形(xing)態是指(zhi)馬氏體(ti)基本單元晶體(ti)的幾何外形(xing)
根據研究,有(you)的學者(zhe)將(jiang)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)形態分成五類:即(ji)板(ban)條(tiao)(tiao)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)、針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)、蝴蝶狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)、薄板(ban)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)、e'馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)。對(dui)于(yu)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼來說,最常(chang)見的是(shi)前兩類,即(ji)板(ban)條(tiao)(tiao)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)和(he)針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)。
板(ban)(ban)(ban)條狀馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(有的(de)稱(cheng)塊(kuai)狀馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti))單(dan)元晶體(ti)(ti)(ti)的(de)立(li)體(ti)(ti)(ti)外形是長條狀,利用透射電鏡(jing)及電子衍射技(ji)術分析時(shi),可見一條狀馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)單(dan)元,實際上是由許多更為細小的(de)板(ban)(ban)(ban)條晶大致上按同(tong)一方位排(pai)列而成的(de)。這種板(ban)(ban)(ban)條晶體(ti)(ti)(ti)在(zai)(zai)一般光學顯(xian)微鏡(jing)下看(kan)不出(chu)來。板(ban)(ban)(ban)條狀馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)常出(chu)現在(zai)(zai)含碳量較(jiao)低(di)的(de)碳鋼(gang)、合金(jin)鋼(gang)、馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)中。
針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(有的(de)稱透鏡(jing)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)、片(pian)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti))的(de)單元晶(jing)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)立(li)體(ti)(ti)(ti)(ti)外形是(shi)透鏡(jing)狀(zhuang)(zhuang),是(shi)以單個馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)(ti)形式出(chu)現的(de),在(zai)顯微鏡(jing)下呈(cheng)多(duo)向分布。在(zai)實用鋼(gang)中(zhong),針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)一般(ban)都很細,在(zai)光學顯微鏡(jing)下不具有明顯的(de)組織(zhi)特征。針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)多(duo)出(chu)現在(zai)碳(tan)量(liang)較高的(de)碳(tan)鋼(gang)、合金鋼(gang)、馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)中(zhong)。
②. 馬(ma)氏(shi)體(ti)的亞結構實質是指馬(ma)氏(shi)體(ti)內存在的晶體(ti)缺陷(xian)
在電(dian)子顯(xian)微鏡下觀察,板(ban)條狀(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體內(nei)部存在的(de)缺陷是以高密度(du)的(de)位錯為主(zhu),用電(dian)鏡測定位錯密度(du)為0.3x1012/c㎡~0.9x102/c㎡;晶體內(nei)大(da)都是密度(du)很(hen)高的(de)位錯線。所以,習慣上稱板(ban)條狀(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體叫位錯馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體。
針狀(zhuang)馬氏體內部存在(zai)的缺陷以孿晶為主,在(zai)電子顯微鏡下顯示出其(qi)亞結(jie)構(gou)為細的李晶(寬(kuan)距約為5nm).所以,也有的稱針狀(zhuang)馬氏體為李晶馬氏體。
應(ying)該指出,馬氏體(ti)的亞(ya)結構很(hen)復雜,已(yi)發現(xian),板條(tiao)狀馬氏體(ti)內(nei)有(you)細(xi)的李晶存(cun)在,在針狀馬氏體(ti)內(nei)也有(you)高(gao)密度的位錯。
③. 馬氏體的強韌(ren)性
關于馬氏體的強(qiang)韌(ren)性及其(qi)(qi)影響因素等問題(ti),是許(xu)多學(xue)者(zhe)關注和著(zhu)力研究(jiu)的課題(ti)。這是一個(ge)復雜的問題(ti),要完(wan)整地說明其(qi)(qi)本(ben)質和區分各(ge)種因素的作用仍然是困難的,而且各(ge)學(xue)派還存在一些不同的觀(guan)點。
a. 馬氏(shi)體的(de)強(qiang)度
較早期(qi)的(de)(de)一些研(yan)(yan)究(jiu)認(ren)為(wei):碳(tan)及合金元素(su)的(de)(de)固溶作用(yong)是強(qiang)化(hua)(hua)馬氏體的(de)(de)原(yuan)(yuan)因。特別是馬氏體的(de)(de)硬(ying)度(du)和強(qiang)度(du)的(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)與碳(tan)含量的(de)(de)增(zeng)加成正比。似乎說明碳(tan)的(de)(de)固溶強(qiang)化(hua)(hua)是馬氏體化(hua)(hua)的(de)(de)主要原(yuan)(yuan)因。碳(tan)作為(wei)溶質原(yuan)(yuan)子嵌入α-Fe晶格的(de)(de)八面體間謝中(zhong),使晶格產(chan)生畸變,造成強(qiang)硬(ying)化(hua)(hua)效應。近期(qi)的(de)(de)一些研(yan)(yan)究(jiu)結果表(biao)明,馬氏體強(qiang)度(du)隨碳(tan)含量增(zeng)加而(er)提(ti)高(gao)(gao)是因為(wei)碳(tan)提(ti)高(gao)(gao)馬氏體相(xiang)變時的(de)(de)位錯密度(du)的(de)(de)結果。位錯密度(du)越(yue)高(gao)(gao),金屬抵(di)抗塑性(xing)變形的(de)(de)能力就越(yue)大。
馬(ma)氏體(ti)的(de)(de)強度還與原始奧(ao)(ao)氏體(ti)的(de)(de)晶粒大小(xiao)(xiao)有關。如果原始奧(ao)(ao)氏體(ti)晶粒細(xi)小(xiao)(xiao),則轉(zhuan)變成(cheng)的(de)(de)馬(ma)氏體(ti)領(ling)域及馬(ma)氏體(ti)片也細(xi)小(xiao)(xiao),更(geng)多的(de)(de)界面阻礙了晶粒受力時(shi)滑移帶(dai)的(de)(de)運動。還有的(de)(de)解(jie)釋說原始奧(ao)(ao)氏體(ti)晶粒小(xiao)(xiao),在馬(ma)氏體(ti)相(xiang)變時(shi),會提高位(wei)錯密度而使馬(ma)氏體(ti)強度增加。
綜上觀點(dian),可總(zong)結為:淬火馬氏(shi)體的(de)高強(qiang)度是(shi)碳(tan)和合金元素(su)固(gu)溶強(qiang)化、馬氏(shi)體條片(pian)周界(jie)及馬氏(shi)體內位(wei)錯密度的(de)綜合貢獻結果。
b. 馬氏體的韌性
馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)韌性與(yu)含(han)碳(tan)量(liang)有關(guan),低碳(tan)(C≤0.4%)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)具有較好的(de)(de)韌性,隨著(zhu)含(han)碳(tan)量(liang)的(de)(de)增加,韌性顯著(zhu)下(xia)降(jiang)。韌性與(yu)碳(tan)的(de)(de)關(guan)系,本質(zhi)是碳(tan)對馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)形態(tai)和亞結構的(de)(de)影響結果(guo)。研究表明,馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)韌性與(yu)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)形態(tai)和亞結構有明顯的(de)(de)關(guan)系。馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中的(de)(de)孿晶馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)比例越(yue)大,其韌性下(xia)降(jiang)也越(yue)大。
有(you)試驗(yan)證明(ming),在相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)服強度(du)(du)(du)下,位(wei)錯型馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷裂(lie)(lie)韌(ren)性比孿晶馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)高得多。在相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)條(tiao)件下,條(tiao)狀(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷裂(lie)(lie)制性遠(yuan)遠(yuan)高于針狀(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti),并且,馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)韌(ren)性還隨著板(ban)條(tiao)寬度(du)(du)(du)和(he)(he)領域大(da)小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)減(jian)小而增加。經進一步研究和(he)(he)分析認(ren)為,馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)錯亞結構可動性較孿晶大(da),由于位(wei)錯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運動能緩(huan)和(he)(he)局(ju)部(bu)地區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力集中,延緩(huan)裂(lie)(lie)紋(wen)形(xing)核,即(ji)使存有(you)微(wei)裂(lie)(lie)紋(wen),也(ye)會(hui)削減(jian)裂(lie)(lie)紋(wen)尖(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力峰值。這當然對馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)韌(ren)性有(you)利。還有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)認(ren)為,板(ban)條(tiao)狀(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)在原奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)晶粒內部(bu)排列成(cheng)束狀(zhuang),說明(ming)產生馬(ma)(ma)民體(ti)(ti)相(xiang)變時,晶體(ti)(ti)間不(bu)發生相(xiang)互撞擊作(zuo)用,所以(yi)不(bu)會(hui)產生顯微(wei)裂(lie)(lie)紋(wen)。而孿昌(chang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)形(xing)態呈片狀(zhuang),馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相(xiang)變時,片與片之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞擊作(zuo)用會(hui)促進顯微(wei)裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產生。
在探討馬氏體(ti)(ti)強韌性問題時,應指出:馬氏體(ti)(ti)的(de)強韌性不應孤立地(di)看做是哪一(yi)種因素作(zuo)用(yong)的(de)結(jie)果(guo),而與(yu)合金(jin)成(cheng)分、固溶強化(hua)作(zuo)用(yong)、馬氏體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)方式、馬氏體(ti)(ti)形(xing)態及亞(ya)結(jie)構等(deng)多種因素都(dou)有密切的(de)關聯(lian)。
通過對奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)向馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變理論及轉變馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)特(te)性的(de)了解,可(ke)知由于(yu)鉻的(de)存(cun)在(zai),馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)淬火時,由奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)向馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變過程中與碳鋼(gang)相(xiang)比,具有一(yi)些特(te)殊之處(chu)。
(1) 鉻等(deng)合金元素的(de)存(cun)在(zai),使(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)穩定性增強,在(zai)冷(leng)卻(que)過程中(zhong)不(bu)易發生(sheng)珠光(guang)體(ti)(ti)轉變(bian)和(he)貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變(bian),在(zai)較緩慢的(de)冷(leng)卻(que)條件(jian)下,仍可(ke)發生(sheng)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變(bian)。所以,馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼在(zai)油冷(leng)、風冷(leng),甚至于空冷(leng)條件(jian)下,均可(ke)獲(huo)得淬火馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)織。
(2) 合(he)金元素使奧氏(shi)體穩定化(hua)的(de)另一個(ge)影響(xiang)是,馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)鋼淬火后(hou),會存在未進行(xing)轉變的(de)殘留奧氏(shi)體。這使得馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)鋼淬火后(hou),與同等含碳量的(de)碳鋼相比,淬火硬(ying)度略有下降。
(3) 馬氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)淬透性高于(yu)碳鋼(gang),使得(de)(de)較大(da)尺寸的(de)零(ling)件也能(neng)獲得(de)(de)淬火馬氏體組織,保證大(da)截面零(ling)件也能(neng)得(de)(de)到均勻(yun)的(de)組織和良好的(de)性能(neng)。
(4) 馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼中,因含有較(jiao)多(duo)的難溶合(he)金碳化物,特別是(shi)當碳含量較(jiao)高(gao)時(shi),碳化物會保留在淬火(huo)組織中,可明顯提(ti)高(gao)材料的硬(ying)度和耐磨性(xing)能。


 
		