奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能_蚌埠水基淬火液

發(fā)布時間：2012-6-26 9:41:37

在蚌埠熱處理廠家常會遇到鋼的奧氏體轉(zhuǎn)變問題，蚌埠水基淬火液在鋼奧氏體轉(zhuǎn)變的過程中，起到至關(guān)的作用。高溫轉(zhuǎn)變一P型轉(zhuǎn)變在A1-550℃溫度范圍內(nèi)，奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物均為珠光體（F和Fe3C片層狀混合物）。轉(zhuǎn)變溫度越低即過冷度越大，所得到的蚌埠水基淬火液珠光體越細(xì)。根據(jù)所形成的珠光體片層間距的大小，分別稱為珠光體、索氏體和托氏體。其中蚌埠水基淬火液珠光體片層較粗，索氏體片層較細(xì)，托氏體片層更細(xì)，需用電子顯徽鏡才能分辨出它們的層片狀。珠光體的力學(xué)性能主要取決于片層間距的大小，片層間距越小，則蚌埠水基淬火液珠光體的塑性變形抗力越大，鋼的強(qiáng)度和硬度越高，韌性越好。中溫轉(zhuǎn)變一B型轉(zhuǎn)變在550℃-Ms(230℃)溫度范圍之內(nèi)將發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變。蚌埠水基淬火液貝氏體也是F和Fe3C的機(jī)械混合物，但由于轉(zhuǎn)變溫度低，原子活動能力較弱，碳原子擴(kuò)散不夠充分。過冷奧氏體雖然分解成F和Fe3C的混合物，但鐵素體F中溶解的碳超過了正常的溶解度，轉(zhuǎn)變后得到的組織為含碳量具有一定過飽和程度的鐵素體F和極分散的滲碳體Fe3C所組成的混合物即蚌埠水基淬火液貝氏體。奧氏體向貝氏體的轉(zhuǎn)變屬于半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變，鐵原子不擴(kuò)散而碳原子有一定擴(kuò)散能力。通常把在550～350℃范圍內(nèi)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物稱為蚌埠水基淬火液上貝氏體(B上)，上貝氏體呈羽狀，硬度為40-45HRC，塑性很差，沒有實(shí)用價值，在熱處理時應(yīng)避免出現(xiàn)。在350-230℃之間等溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物稱為蚌埠水基淬火液下貝氏體（B下），下貝氏體呈黑色竹葉狀，其硬度高，45-55HRC，韌性也比較好。綜上所述，過冷奧氏體在A1以下不同的溫度區(qū)域進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變，得到的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及特性均不相同。低溫轉(zhuǎn)變一M型轉(zhuǎn)變當(dāng)蚌埠水基淬火液奧氏體以極大的過冷度，急劇冷卻到Ms線以下，便進(jìn)入了馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)。蚌埠水基淬火液馬氏體是碳在α-Fe中的過飽和固溶體，是單相亞穩(wěn)定組織。過飽和碳使α-Fe的體心立方晶格被歪曲成體心正方晶格，發(fā)生了很大畸變，產(chǎn)生很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化。馬氏體轉(zhuǎn)變有如下特點(diǎn)： ①過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體是一種非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。由于轉(zhuǎn)變溫度低，原子擴(kuò)散能力小，在蚌埠水基淬火液馬氏體轉(zhuǎn)變過程中，鋼中的碳原子已不能擴(kuò)散，被迫全部保留在鐵的晶格中，僅僅只有鐵的晶格改組，即鐵原子由面心立方晶格向體心立方品格重新排列而未發(fā)生碳的擴(kuò)散和析出。 ②馬氏體的形成速度很快。蚌埠水基淬火液馬氏體轉(zhuǎn)變是在一定溫度范圍( Ms～Mf)內(nèi)進(jìn)行，無孕育期，速度極快。蚌埠水基淬火液馬氏體的數(shù)量隨溫度下降而不斷增多，如果冷卻在中途停止，則奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變也立即停止。 ③馬氏體轉(zhuǎn)變不能進(jìn)行到底。即使過冷到Mf以下的溫度仍有一定量奧氏體存在，這部分未發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的奧氏體稱為殘余奧氏A’。蚌埠水基淬火液奧氏體中的碳含量越高，則Ms、Mf越低，A’含量越高。只在碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)少于0.6%時，A'可忽略。為減少殘余蚌埠水基淬火液奧氏體，將淬火后的工件冷卻到室溫以下（-50一-80℃）處理，這種操作稱為冷處理。 ④馬氏體形成時體積膨脹。馬氏體比容（容積／密度）比奧氏體的比容大，轉(zhuǎn)變時體積將會發(fā)生膨脹，在鋼中造成很大的內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)重時導(dǎo)致開裂。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)蚌埠水基淬火液奧氏體中的含碳量高于1.0%的鋼淬火后幾乎只形成呈針狀的蚌埠水基淬火液馬氏體，故針狀馬氏體又稱為高碳馬氏體，其性能是高強(qiáng)度、高硬度，但塑性、韌性很低，脆性大。而蚌埠水基淬火液奧氏體中的含碳量低于0.20%的鋼淬火后幾乎全部形成一束束細(xì)條狀的馬氏體，稱之為板條馬氏體或低碳馬氏體，低碳馬氏體具有較高的強(qiáng)韌性。奧氏體中碳的含量介于0.2%～1.0%時，淬火后呈針片狀和板條狀的混合物，蚌埠水基淬火液奧氏體中含碳量越高，淬火組織中針狀馬氏體量越多，板條馬氏體量越少。馬氏體的硬度主要取決于馬氏體中的含碳量，蚌埠水基淬火液馬氏體中由于溶入過多的碳而使α-Fe晶格發(fā)生畸變，增加其塑性變形的抗力，故蚌埠水基淬火液馬氏體的含碳量越高，其硬度也越高。但當(dāng)鋼中含碳量大于0.6%時，淬火鋼的硬度增加很慢，這是因?yàn)榇慊痄撝写嬖跉堄鄪W氏體所致。鋼在冷卻時，過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物根據(jù)其轉(zhuǎn)變溫度的高低可分為高溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物珠光體、索氏體、托氏體，中濕轉(zhuǎn)變產(chǎn)物上貝氏體、下貝氏體，低溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物馬氏體等幾種。隨著轉(zhuǎn)變溫度的降低，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的硬度增高，而韌性的變化則較為復(fù)雜。安徽省：合肥、馬鞍山、安慶、蚌埠、銅陵、阜陽、黃山、淮北、滁洲、淮南、巢湖、六安、池洲、宣城、亳州、宿州。本文參考《金屬工藝基礎(chǔ)與實(shí)踐》一書。

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