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2020/9/24
第六章马氏体相变与钢在冷却过程中的低温转变
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本章内容提要
、马氏体转变的含义
(M)相变的主要特征

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基本要求:
、马氏体转变的含义、
(M)相变的五个主要特征的内容
、正方度
;影响马氏体形态及其内部亚结构的因素
、驱动力、T0、MS的物理意义、Ms点很低的原因、马氏体的形成条件、影响钢的MS点因素
,各种方式的特征。
:形核理论、三种切变模型(本部分作一般了解)
:力学性能的显著特点、马氏体高硬度(高强度)的本质、强度和韧性与含碳量及亚结构的关系;超塑性、高碳马氏体的显微裂纹
:热稳定化和机械稳定化
(本部分作一般了解)
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概述
“水与火合为淬”()(公元前91年)
“巧冶铸干将之朴(窄长有短把的刀),清水淬其锋”()
《搜神记》干将、莫邪(吴国一对铁匠夫妇),也是古代锋利的宝剑的代称。
《太平御览·蒲元传》载三国时蜀人蒲元对他的“神刀”淬火用水的选择。“刀成,自言汉水钝弱,不任淬用。蜀江爽烈,乃命人于成都取之。”
《北齐书·列传》(第四十一),载东魏、北齐间(534~577)的綦母怀文在“宿铁刀”淬火时“浴以五牲之溺,淬以五牲之脂”。可见当时已采用含盐的水和油作为具有不同冷却速度的液冷介质。
明代宋应星的《天工开物》中对制蹉的记载:“以已健划成纵斜文理,划时斜向入,则方成焰。划后烧红,退微冷,入水健。”其中“退微冷”,就是预冷淬火工艺。
当相同成分的钢以很快的速度冷却(比如在水中冷却)到室温或更低温度时(称这种冷却为淬火)。淬火获得马氏体是使钢强韧化的先决条件。
干将莫邪
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(链接)
指钢从奥氏体状态快速冷却(即淬火)而发生的无扩散型相变,转变产物为马氏体。
是替换原子经无扩散位移(均匀和不均匀形变)、由此产生形状改变和表面浮突、呈不变平面应变特征的一级、形核长大型的相变。

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马氏体定义的历史
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马氏体是碳溶于α-Fe中的过饱和间隙式固溶体;
马氏体是在冷却过程中所发生的基本特征属于马氏体型转变的转变产物。母相无扩散地、以惯****面为不变平面的切变共格的相变产物,统称为马氏体。
原子经无扩散切变的不变平面应变的晶格改组,得到的与母相具有严格晶体学关系和惯****面的含有高密度位错、层错或孪晶等晶体缺陷的组织称为马氏体。
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马氏体具有正方点阵结构,记为M或α’。马氏体转变时,面心立方的奥氏体通过切变转变为体心立方的α-Fe,此时碳原子仍停留在六个铁原子所组成的八面体中心。碳原子位于面心或棱边中心,即扁八面体的中心,碳原子溶入后,会使短轴(c轴)伸长,长轴(a轴)缩短,晶体结构为体心正方。其轴比c/a不再等于1,称为马氏体的正方度。
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马氏体的晶胞模型
(a)碳原子在马氏体的晶胞中可能存在的位置
(b)碳原子在马氏体的晶胞中一组扁八面体间隙位置可能存在的情况
(c)碳原子在马氏体的晶胞中一组扁八面体间隙位置未填满的情况
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马氏体正方度与含碳量呈直线关系,含碳量愈高,正方度愈大,即:c/a=1+
碳含量对c,a的影响
c=α0+αρ
a=α0+βρ
c/a=1+γρ
式中:α0=(α-Fe点阵参数);
α=±;
γ=±;
β=±;
ρ—马氏体碳含量(重量%)。