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機械社區(qū)

標題: 零讀雜談（熱處理四） [打印本頁]

作者: bkljp02 時間: 2015-1-20 07:06
標題: 零讀雜談（熱處理四）
一直也沒更新，深感抱歉。最近事兒比較多，也就沒顧上。看到有社友發(fā)消息等待更新，甚感愧疚。
好了，不多說了。轉(zhuǎn)入正題。
今天主要通過另外一本書，來認識熱處理過程中的兩大相變組織之一，馬氏體。

讀書：《材料工程基礎(chǔ)》　王昆林　主編
　　　清華大學出版社

　　　雜談四

年前的時候，8爺在扯淡貼里面提及和強調(diào)了馬氏體，特別是板條馬氏體的作用。那么，這里我們就先來認識下馬氏體組織的兩種不同的類型：板條馬氏體（也叫帶狀馬氏體，錯位馬氏體）和透鏡馬氏體（也叫片狀馬氏體，針狀馬氏體或者孿晶馬氏體）。
下圖左為板條馬氏體，右為透鏡馬氏體。
[attach]342914[/attach] [attach]342915[/attach]

什么是馬氏體。一般認為，馬氏體是由奧氏體晶格基礎(chǔ)上，沿一定鏡面，鐵原子集體移動（不超過一個原子間距），使面心立方改組為體心正方晶體，碳原子原地不動，過飽和的留存于a鐵中的過飽和固溶體。注意，馬氏體是體心正方晶格，不同于鐵素體的體心立方晶格。如下圖：
[attach]342916[/attach] [attach]342917[/attach]
因此，馬氏體的含碳量可以很高。換句話說，就是母相奧氏體的含碳量有多少，最后形成的馬氏體含碳量就能達到多少。含碳量越高，晶格畸變越嚴重，錯位強度越高。
實驗證明，馬氏體片是以兩相交界面為中心發(fā)生傾斜，并不發(fā)生旋轉(zhuǎn)。于是，馬氏體相變過程中，不但會發(fā)生體積變化，同時，也會發(fā)生形狀的改變。比如在拋光的表面產(chǎn)生浮凸或者傾動，并使周圍基體畸變。如果預(yù)先在拋光的表面劃上直線刻痕，轉(zhuǎn)變只有，就會在相界處出現(xiàn)連續(xù)的折線。

馬氏體有兩種基本組織，其形成過程是截然不同的，也因此產(chǎn)生了不同的機械性能。
馬氏體相變的過程有兩種，即滑移和孿生。這兩個過程受溫度影響，外力影響，含碳量影響。
如果點陣不變，形變時滑移，那么最終得到的是板條馬氏體。而如果是孿生，得到的則是透鏡馬氏體。一般來說，在低碳鋼和低鎳合金中，產(chǎn)生的是板條馬氏體。而高碳鋼和高于37%的鐵鎳合金里，產(chǎn)生的是透鏡馬氏體。

在顯微組織里，比如上面貼出的晶相圖左，我們可以看到，板條馬氏體往往在一個原奧氏體晶粒內(nèi)可以形成幾個位向不同的晶區(qū)。一個晶區(qū)也可被幾個馬氏體板條分割，每個馬氏體板條束由排列成束狀的細長板條組成。有時，晶區(qū)也可以由兩種不同的板條束組成。同一晶區(qū)內(nèi)的不同種類板條束以大角度晶界分開，每個板條束內(nèi)的近乎平行的細長板條以小角度晶界分開。每一個板條晶為一單晶體，由殘余奧氏體薄膜分隔。板條馬氏體有大量的錯位，并且作為分布不均，形成胞裝壓晶。

透鏡馬氏體呈針狀或竹葉狀，如上面貼出的晶相圖右。這里要說，雖然我們看到的透鏡馬氏體是針狀的，但是其整體以透鏡片的形式存在，也因此被稱為片狀馬氏體。透鏡馬氏體顯微組織中，馬氏體片相互不平行，往往在一個奧氏體晶粒內(nèi)，第一片馬氏體片貫穿整個奧氏體晶粒，分割奧氏體，而后面形成的馬氏體長度變小，錯位形成。因此，片狀馬氏體大小不一，越是后形成的馬氏體片，尺寸越小。如下面的示意圖。
[attach]342918[/attach]
透鏡馬氏體的片層中部，有一根到兩根平行的直紋，稱為“中脊”。中脊是一個面，易發(fā)生自毀或，易沉淀，易腐蝕，可能是缺陷的富集區(qū)。透鏡馬氏體的精細亞結(jié)構(gòu)主要為孿晶，但孿晶通常不擴展到馬氏體邊緣區(qū)，于是邊緣區(qū)存在高密度的錯位。

馬氏體，無論是透鏡馬氏體還是板條馬氏體，都因為碳的固溶強化作用而產(chǎn)生強化和硬化。特別是透鏡馬氏體，這種強化能使其硬度達到HV900。無論是板條馬氏體還是透鏡馬氏體，都依靠其高密度的錯位，阻止位錯的運動，形成強化和硬化。馬氏體形成的最終條、片，其尺寸越小，最終獲得的強度越高，即界面結(jié)構(gòu)強化。

但是板條馬氏體和片狀馬氏體又不同。
板條馬氏體，由于其含碳量低，加上自回火性質(zhì)，所以晶格正方度小，淬火應(yīng)力小。同時，板條馬氏體的高密度錯位分布不均，存在利于錯位運動的低密度區(qū)，并且不存在顯微裂紋。故，板條馬氏體在擁有足夠的強度和硬度的同時，具備良好的韌性。這也是8爺強調(diào)在螺栓晶相中，板條馬氏體分布的原因。當然，這么解釋只是一個很籠統(tǒng)的解釋，但基本的原理就是如此。

透鏡馬氏體含碳量高，晶格正方畸變大，使得其塑性降低，脆性增大。同時，透鏡馬氏體的孿生晶界不利于滑移，進一步增大脆性。同時，由于透鏡馬氏體的片層形成中存在晶界撞擊，易形成大量的顯微裂紋，同時因為存在較大的淬火內(nèi)應(yīng)力，都進一步的增大了脆性。因此，透鏡馬氏體的特性是硬而脆。適合表面硬化、耐磨處理的部分。

另外，關(guān)于脆性和韌性，以及強度和硬度，可能對很多人依舊比較抽象。簡單來說，脆性是說，一個物體，你給他一個沖擊功，他發(fā)生永久變形吸收能量的部分少，多數(shù)將你沖擊功轉(zhuǎn)變成了晶間破裂所需的能量。因此，你一沖擊，他容易斷裂破碎。韌性是說，你的沖擊功打上去，他就先發(fā)生彈性變形，然后發(fā)生塑性變形，晶間出現(xiàn)滑移、旋轉(zhuǎn)等變形，并通過這個過程吸收掉你的沖擊功，而不產(chǎn)生晶間斷裂。因此，對于同樣尺寸的物體，你就需要更多的沖擊功，先迫使其抗沖擊界面變小，然后才能使其斷裂。大概就是這樣。

時間倉促，加上關(guān)于馬氏體的東西有相當于，這里只說這些。下一篇，說貝氏體。

作者: zjnyxhlove 時間: 2015-1-20 08:38
等了很久才出來這第四篇。

作者: 我很呆 時間: 2015-1-20 08:53
黃昆。晶格動力學。

作者: 18066123353 時間: 2015-1-20 09:38
學習了

作者: 機小妖 時間: 2015-1-20 12:11
大俠不必內(nèi)疚

作者: 花葉一 時間: 2015-1-20 13:39
8爺在扯淡貼里面提及和強調(diào)了馬氏體，特別是板條馬氏體的作用。板條狀馬氏體有什么作用？什么零件需要熱處理形成板條馬氏體？
發(fā)個鏈接學習一下

作者: Pascal 時間: 2015-1-20 13:57
基礎(chǔ)扎實！
提個建議吧，馬氏體的圖能否附上放大倍數(shù)？

作者: 隨便看看h 時間: 2015-1-20 16:03
謝謝樓主分享，等這一章等了好久了，期待著樓主的新作。

作者: 囧囧囧俠 時間: 2015-1-20 21:27
好專業(yè)

作者: 投身革命 時間: 2015-1-21 08:46
專業(yè)，學習了

作者: 灬扯那么多 時間: 2015-1-21 09:58
專用，學習了。

作者: 獨自莫憑欄 時間: 2015-1-21 15:08
讀到板條馬氏體微觀描述時有一句不是很明白“板條馬氏體有大量的錯位，并且錯位分布不均，形成胞裝壓晶。”其中這個“胞裝壓晶”是什么？

作者: 智慧的小顧 時間: 2015-1-21 18:09
專業(yè)，學習了。

作者: 敗筆 時間: 2015-1-21 20:27
學習中期待下一篇

作者: 劉興興 時間: 2015-1-21 22:00
學習

作者: 相當帥的卒 時間: 2015-1-21 22:17
很好又記下了東西

作者: yangguozhi314 時間: 2015-1-23 08:56
學習感謝LZ

作者: sa66 時間: 2015-1-23 16:36
等了很久了，樓主再接再厲。

作者: foroou 時間: 2015-1-24 14:42
我是來學習的

作者: tralin01 時間: 2015-1-26 16:08
專業(yè)知識精湛，崇拜！

作者: 專業(yè)醬油男 時間: 2015-1-26 21:20
坐等大俠下期雜談

作者: 一點一滴 時間: 2015-2-24 12:44
大俠，請教在那里可以學到:某種材料在某種熱處理下多少硬度，及其各段硬度對應(yīng)的金相組織

作者: propowerpump 時間: 2015-5-30 08:24
頂啊。。。好帖

作者: mrplplplpl 時間: 2015-5-30 08:43
好貼, 謝謝樓主, 學習了

作者: 月下湖 時間: 2015-6-7 21:59
好厲害

作者: 天天天藍_ 時間: 2015-11-1 18:56
寫的很詳細，而且重點突出，對比明顯，學習了

作者: 大寶天天見 時間: 2015-11-3 22:30
以前上課的時候沒有理解的這么深，現(xiàn)在學習了。

作者: 黃旭品 時間: 2015-11-8 14:34
現(xiàn)在還當天書再看，期待某一天能看懂

作者: sdh白癡 時間: 2015-11-10 12:59
學習ing

作者: 天天天藍_ 時間: 2015-11-21 22:17
這里的錯位是不是位錯

作者: 難得迷糊87 時間: 2015-11-23 15:16
點贊

作者: 天天天藍_ 時間: 2015-11-28 17:55

天天天藍_ 發(fā)表于 2015-11-21 22:17
$ g2 n7 X5 o6 X7 C! g這里的錯位是不是位錯

謝謝您的解答，我會認真學習。

作者: wei496970574 時間: 2016-4-11 09:01
學習了

作者: kkware 時間: 2016-5-4 16:44
厲害！

作者: 我愛9580 時間: 2016-5-6 08:31
學習

作者: Gary丁 時間: 2017-2-13 21:54
再來復(fù)習一遍，爭取朗朗上口。

作者: a3608351 時間: 2017-2-17 16:40
謝謝你了

作者: zzzx000321 時間: 2017-2-22 09:17
學習了

作者: 濤子大大 時間: 2018-8-6 12:44
學習了

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