鋼(gang)加熱奧氏(shi)體化后,以一定的(de)(de)速度冷卻(que)下來,獲得期(qi)望的(de)(de)組織和(he)性能,這是鋼(gang)熱處理的(de)(de)主要目的(de)(de)。因此,鋼(gang)自高溫奧氏(shi)體狀態(tai)的(de)(de)冷卻(que)過(guo)程(cheng)(cheng)是鋼(gang)熱處理的(de)(de)又一個重(zhong)要過(guo)程(cheng)(cheng)。


 鋼自高(gao)溫奧氏體狀態冷(leng)卻(que)過(guo)程中將(jiang)發生(sheng)奧氏體的(de)(de)組織轉變。不(bu)(bu)同的(de)(de)冷(leng)卻(que)速(su)度(du)可以獲(huo)得不(bu)(bu)同的(de)(de)轉變產(chan)物及不(bu)(bu)同的(de)(de)性能。


 到(dao)目(mu)前為止,一般的觀點是認(ren)為鋼在冷卻時,依冷卻速度不同,可以(yi)發生三種類型的組織轉變,即珠光體型轉變、貝氏體型轉變和馬氏體型轉變。



一、珠光體型轉(zhuan)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(shi)體(ti)不銹鋼(gang)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(tong)在(zai)加(jia)熱轉變時(shi)一樣,鉻會減緩碳的擴散作用。


 2. 鉻的(de)存(cun)在增加(jia)了原子(zi)間的(de)結合力而降低了鐵原子(zi)的(de)潔動能力,使鐵原子(zi)的(de)自擴散變慢。


 3. 鉻是(shi)強碳化物形成(cheng)元(yuan)素,所以,在珠光體(ti)形成(cheng)過(guo)程中,還有(you)鉻本(ben)身的(de)擴(kuo)散過(guo)程,鉻本(ben)身的(de)擴(kuo)散是(shi)緩慢的(de)。


 所以(yi),馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼發生珠光(guang)體(ti)轉變(bian)(bian)(bian)時(shi),由于(yu)鉻的存在(zai),使(shi)這(zhe)個轉變(bian)(bian)(bian)變(bian)(bian)(bian)得困難了(le),或(huo)者說,馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼高溫奧(ao)氏體(ti)顯得穩定了(le)。以(yi)至于(yu)在(zai)實(shi)際熱處理時(shi),即便較慢的冷(leng)卻速度(du)冷(leng)卻,也不(bu)(bu)會像碳(tan)鋼那樣容(rong)易發生珠光(guang)體(ti)轉變(bian)(bian)(bian)。結果使(shi)奧(ao)氏體(ti)能保留(liu)到較低的溫度(du)。


 鉻的加入對(dui)馬氏(shi)體(ti)不銹鋼冷卻轉(zhuan)(zhuan)變(bian)的另一個(ge)影響是對(dui)奧氏(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)圖形狀的改變(bian),主要體(ti)現在(zai)兩個(ge)方面。一是使(shi)珠光體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)區和中溫轉(zhuan)(zhuan)變(bian)區(貝氏(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)區)分離;二(er)是使(shi)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)圖右移,這是奧氏(shi)體(ti)穩定的一個(ge)表現。圖4-9是3Cr13鋼等溫轉(zhuan)(zhuan)變(bian)曲線(xian)圖。


圖 9.jpg


 當然,圖4-9所(suo)示曲線圖還應考慮(lv)其他一些合金元素的影(ying)響效果。


  關于珠光體強度(du)(du),許多研究結(jie)果(guo)表明,珠光體的強度(du)(du)主要決定于片(pian)間(jian)(jian)(jian)(jian)距(ju),片(pian)間(jian)(jian)(jian)(jian)距(ju)越小強度(du)(du)越高(gao)(gao)。而片(pian)間(jian)(jian)(jian)(jian)距(ju)又主要取決于珠光體的轉變(bian)(bian)溫(wen)度(du)(du),轉變(bian)(bian)溫(wen)度(du)(du)越低則片(pian)間(jian)(jian)(jian)(jian)距(ju)越小。鉻元素(su)的加(jia)入(ru)提(ti)高(gao)(gao)了(le)共析溫(wen)度(du)(du),實(shi)際上(shang)增加(jia)了(le)給定等溫(wen)溫(wen)度(du)(du)下的過冷度(du)(du),即增加(jia)了(le)相變(bian)(bian)驅動力,使片(pian)間(jian)(jian)(jian)(jian)距(ju)變(bian)(bian)小。從這一理論來說,馬(ma)氏體不(bu)銹鋼轉變(bian)(bian)的珠光體片(pian)間(jian)(jian)(jian)(jian)距(ju)應較小,故珠光體強度(du)(du)會有所提(ti)高(gao)(gao)。



二、貝氏體(ti)轉(zhuan)變(bian)(中溫轉(zhuan)變(bian))


 根據鋼的熱(re)處理(li)原(yuan)理(li),高溫(wen)(wen)(wen)奧氏體過(guo)冷(leng)到中溫(wen)(wen)(wen)轉變區(qu)(qu)(qu)(一般在(zai)(zai)550~200℃,依(yi)鋼成分不(bu)同而異),會(hui)發生中溫(wen)(wen)(wen)轉變,也(ye)(ye)叫貝(bei)氏體轉變。依(yi)轉變溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的不(bu)同,形(xing)成的轉變產物的形(xing)態也(ye)(ye)不(bu)同。在(zai)(zai)中溫(wen)(wen)(wen)轉變上部溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)區(qu)(qu)(qu)形(xing)成的叫上貝(bei)氏體呈(cheng)束(shu)條狀,在(zai)(zai)下部溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)區(qu)(qu)(qu)形(xing)成的叫下貝(bei)氏體呈(cheng)針狀。由于組織形(xing)態不(bu)同,在(zai)(zai)性(xing)能上也(ye)(ye)有差異。


 對(dui)于奧(ao)氏體的中溫轉變(bian),一般認(ren)為有以下特(te)點。


 1. 中溫轉(zhuan)變開(kai)始前,奧氏(shi)體中的(de)碳和合(he)金元素(su)已發生(sheng)了(le)不均勻的(de)分布,在含碳較(jiao)低的(de)具(ju)有合(he)適(shi)合(he)金元素(su)濃度的(de)區域,會(hui)形成α鐵晶核,一部分還會(hui)長大。


 2. γ→α的(de)(de)轉變是按馬氏體轉變方式進(jin)行的(de)(de),發生鐵原(yuan)子(zi)的(de)(de)點(dian)陣(zhen)改組,每個鐵原(yuan)子(zi)只能(neng)(neng)進(jin)行較小的(de)(de)位移,而不能(neng)(neng)進(jin)行擴散。


 3. 在y→α轉變(bian)的同時,碳的活動方式(shi)是有的通過相界面(mian)自(zi)y相向α相擴(kuo)散(san),也有的在α相內(nei)沉淀為碳化物(wu)。而合(he)金元素本身(shen)在轉變(bian)過程中沒有擴(kuo)散(san)。


 鉻元素在貝氏體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)過(guo)程中(zhong),不會發揮像(xiang)在珠光體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)中(zhong)的那些(xie)作(zuo)用,只能(neng)對中(zhong)溫(wen)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)中(zhong)碳(tan)的擴散(san)產(chan)生一定的阻(zu)礙作(zuo)用,使貝氏體(ti)(ti)形成速(su)度減緩(huan)。


 合金(jin)元素對貝氏體(ti)性能的影響(xiang),概(gai)括如下:


  1. 上貝氏體的(de)(de)強(qiang)度和(he)韌性(xing)主(zhu)要決定于鐵素體條(tiao)片的(de)(de)平均寬(kuan)度和(he)碳化(hua)物的(de)(de)大小、分(fen)布(bu)、性(xing)質。由于上貝氏體中(zhong)的(de)(de)鐵素體固溶碳量不多,位(wei)錯密度較小,因此,碳的(de)(de)固溶強(qiang)化(hua)和(he)位(wei)錯強(qiang)化(hua)作用不明顯。


  2. 下貝(bei)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)強度(du)、韌(ren)性主要(yao)(yao)取決于(yu)碳化物(wu)的(de)數量(liang)、分散度(du)和位錯密度(du),因此,下貝(bei)氏(shi)(shi)體(ti)具有(you)(you)較好(hao)的(de)強度(du)、塑韌(ren)性。雖(sui)然下貝(bei)氏(shi)(shi)體(ti)內鐵(tie)素體(ti)固溶(rong)碳量(liang)有(you)(you)所變化,但(dan)下貝(bei)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)強度(du)并不主要(yao)(yao)決定于(yu)碳的(de)固溶(rong)強化。


 因此,可認為(wei),形成碳化物(wu)的(de)元(yuan)素(su)鉻在(zai)貝氏體中,應是通過對碳化物(wu)影(ying)響來體現對其性能(neng)的(de)作用。



三(san)、馬氏體轉變


 對(dui)于馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹鋼,通過淬火獲得(de)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti),再(zai)經過回火獲得(de)回火馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(低溫回火)或索氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(高(gao)溫回火),并(bing)獲得(de)要求的性能。所以,馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹鋼熱處(chu)理的淬火,即奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)向馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)的轉變更具有(you)重要意義(yi)。


  如前所述,馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼由于鉻等合金元素的作用,使奧氏(shi)體(ti)更(geng)穩定了,不(bu)(bu)易發(fa)生向珠光(guang)體(ti)和貝氏(shi)體(ti)的轉(zhuan)變,這(zhe)就為其獲得馬氏(shi)體(ti)組織(zhi)提供了有利條件。


  要得(de)到淬火馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti),必須以(yi)大于(yu)臨界(jie)冷(leng)卻速(su)度的(de)冷(leng)卻方式冷(leng)卻奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti),冷(leng)卻到馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)開始溫(wen)(wen)度(Ms)以(yi)下(xia)。馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)是在不斷冷(leng)卻過程(cheng)中進行的(de)。溫(wen)(wen)度下(xia)降停止,則馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)停滯(zhi)、終止,并且冷(leng)卻到室(shi)溫(wen)(wen)以(yi)下(xia),有(you)(you)的(de)甚至冷(leng)卻到馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)終止溫(wen)(wen)度(Mf),還會有(you)(you)未轉(zhuan)變(bian)的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)保持下(xia)來,這(zhe)部分奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)被稱為殘留奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)。


 1. 馬氏體(ti)轉(zhuan)變特(te)點(dian)


 奧氏(shi)體向(xiang)馬(ma)氏(shi)體的轉(zhuan)變(bian)與向(xiang)珠光體轉(zhuan)變(bian)和向(xiang)貝氏(shi)體轉(zhuan)變(bian)是不同的。馬(ma)氏(shi)體轉(zhuan)變(bian)主(zhu)要有以下特點(dian)。


 ①. 馬氏(shi)體轉(zhuan)變(bian)時(shi),與母相奧氏(shi)體保持共格關(guan)系,在磨(mo)光的表面上有浮凸現(xian)象。


 ②. 馬氏體和(he)母相(xiang)奧(ao)氏體間存在嚴(yan)格的結晶學關系,兩相(xiang)間存在位(wei)向關系。


 ③. 馬氏(shi)體(ti)總是沿著母相奧氏(shi)體(ti)中一定的面(mian)形成(cheng),常稱慣習面(mian)。


 ④. 馬氏體(ti)形成之后,原奧氏體(ti)中(zhong)的(de)碳原子會自然進入馬氏體(ti)的(de)間隙(xi)位置中(zhong)。


 ⑤. 馬氏體(ti)(ti)相(xiang)變獲(huo)得的體(ti)(ti)心立方晶(jing)(jing)格是在切變過程中形成的,這(zhe)種(zhong)切變可(ke)能是滑移或孿(luan)晶(jing)(jing),同時(shi)在馬氏體(ti)(ti)內部留下晶(jing)(jing)體(ti)(ti)缺陷(亞結構)。


 ⑥. 奧(ao)氏體向馬氏體的轉變(bian)是非擴散性的,不(bu)發生元素濃度變(bian)化。


 ⑦. 馬(ma)(ma)氏體轉變只有在(zai)(zai)轉變溫(wen)度低于鋼中新舊兩相(α相和γ相)自由(you)能相等的臨界溫(wen)度時(shi),才會(hui)存在(zai)(zai)“無擴(kuo)散相變驅動力”,促進馬(ma)(ma)氏體形成,溫(wen)度越(yue)低,這(zhe)個驅動力越(yue)大,馬(ma)(ma)氏體轉變越(yue)容易進行(xing)。


 ⑧. 生成(cheng)的馬氏(shi)體不能越過母相奧氏(shi)體的晶界。


 ⑨. 合金元素對馬氏(shi)體(ti)相(xiang)變點有不同的影響,如(ru)鉻、鉬(mu)、鎳等(deng)(deng)使(shi)Ms 點下降,鈷、鋁等(deng)(deng)使(shi)M、點上(shang)升。見(jian)圖4-10。當然,也有的學(xue)者對馬氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變有不同見(jian)解,對馬氏(shi)體(ti)無擴散性(xing)轉(zhuan)變提(ti)出(chu)質疑。


圖 10.jpg



 2. 馬氏體形態(tai)、亞結(jie)構(gou)和(he)強韌度


  在鋼的使用中(zhong),要求(qiu)強(qiang)韌性(xing)時,應(ying)獲(huo)得的最基本、最主要的組織就是馬氏體。鋼的強(qiang)韌性(xing)與馬氏體的形態(tai),內(nei)部顯微(wei)組織及亞結構有關。


  ①. 馬氏(shi)(shi)體的形態是指(zhi)馬氏(shi)(shi)體基本單元(yuan)晶體的幾何外形


   根(gen)據研(yan)究,有的學者將馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形態分成(cheng)五類:即板條狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)、針狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)、蝴蝶狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)、薄(bo)板狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)、e'馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。對于馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼來(lai)說,最(zui)常(chang)見的是前(qian)兩(liang)類,即板條狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)和針狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。


   板條(tiao)狀馬氏體(ti)(ti)(有的稱塊狀馬氏體(ti)(ti))單元(yuan)晶(jing)體(ti)(ti)的立體(ti)(ti)外形是長條(tiao)狀,利用透射電(dian)鏡及(ji)電(dian)子(zi)衍射技術分析時,可見一條(tiao)狀馬氏體(ti)(ti)單元(yuan),實際上是由許多(duo)更為(wei)細小的板條(tiao)晶(jing)大致上按同一方位排列而成的。這(zhe)種板條(tiao)晶(jing)體(ti)(ti)在一般光學顯微鏡下看不出(chu)來。板條(tiao)狀馬氏體(ti)(ti)常出(chu)現在含碳(tan)量較低的碳(tan)鋼、合金鋼、馬氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼中(zhong)。


   針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)(有(you)的(de)(de)稱透鏡狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)、片狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti))的(de)(de)單元晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)立體(ti)外形(xing)是透鏡狀(zhuang)(zhuang),是以單個馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)晶(jing)(jing)體(ti)形(xing)式出現的(de)(de),在顯微鏡下呈(cheng)多向分布(bu)。在實(shi)用(yong)鋼中,針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)一(yi)般都很細(xi),在光(guang)學顯微鏡下不具有(you)明顯的(de)(de)組織特征。針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)多出現在碳量較(jiao)高的(de)(de)碳鋼、合金鋼、馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼中。


 ②. 馬(ma)氏(shi)體的亞結構(gou)實質是指馬(ma)氏(shi)體內存在的晶體缺陷


   在(zai)電子顯(xian)微鏡下觀察,板(ban)條狀馬氏體內部存在(zai)的缺陷是以高密(mi)度的位錯為(wei)主,用電鏡測定位錯密(mi)度為(wei)0.3x1012/c㎡~0.9x102/c㎡;晶體內大都(dou)是密(mi)度很高的位錯線。所以,習慣上稱板(ban)條狀馬氏體叫(jiao)位錯馬氏體。


  針狀馬(ma)氏體(ti)內部存在(zai)的(de)缺陷(xian)以孿晶(jing)為主,在(zai)電子顯微(wei)鏡下(xia)顯示出其亞結(jie)構(gou)為細的(de)李晶(jing)(寬距約為5nm).所以,也有的(de)稱針狀馬(ma)氏體(ti)為李晶(jing)馬(ma)氏體(ti)。


   應該(gai)指出(chu),馬氏(shi)體(ti)的亞結構很復雜(za),已發現,板(ban)條狀馬氏(shi)體(ti)內有細(xi)的李晶存在,在針(zhen)狀馬氏(shi)體(ti)內也(ye)有高密度的位錯(cuo)。


  ③. 馬氏體(ti)的(de)強韌性


  關于(yu)馬氏體的(de)強韌性及(ji)其影響因素(su)等問(wen)題(ti),是許(xu)多學(xue)者關注和(he)(he)著力研究的(de)課題(ti)。這是一個(ge)復雜的(de)問(wen)題(ti),要完整地說明其本(ben)質和(he)(he)區分各種因素(su)的(de)作用仍然是困難的(de),而且(qie)各學(xue)派還存在一些不同的(de)觀點。


   a. 馬氏體的強度


   較(jiao)早期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一些研究認為(wei):碳(tan)及合金元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固溶作用是強(qiang)化(hua)(hua)馬氏體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)。特別是馬氏體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)和強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)與碳(tan)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加成正比。似乎(hu)說明碳(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固溶強(qiang)化(hua)(hua)是馬氏體(ti)(ti)(ti)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要原(yuan)因(yin)。碳(tan)作為(wei)溶質原(yuan)子嵌入α-Fe晶格的(de)(de)(de)(de)(de)(de)八面體(ti)(ti)(ti)間謝中,使晶格產生畸變,造成強(qiang)硬化(hua)(hua)效應(ying)。近期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一些研究結果(guo)表(biao)明,馬氏體(ti)(ti)(ti)強(qiang)度(du)(du)隨碳(tan)含(han)量(liang)增加而提(ti)高(gao)是因(yin)為(wei)碳(tan)提(ti)高(gao)馬氏體(ti)(ti)(ti)相變時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)錯密度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)。位(wei)錯密度(du)(du)越(yue)高(gao),金屬抵抗塑性(xing)變形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力就越(yue)大。


   馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)的(de)強(qiang)(qiang)度還(huan)與原始奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)的(de)晶粒大(da)小(xiao)有關。如果(guo)原始奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)晶粒細(xi)(xi)小(xiao),則(ze)轉變(bian)成(cheng)的(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)領域及(ji)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)片(pian)也細(xi)(xi)小(xiao),更多的(de)界面阻礙了晶粒受力(li)時滑移(yi)帶的(de)運動。還(huan)有的(de)解釋說原始奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)晶粒小(xiao),在馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)相變(bian)時,會提高位錯密度而使(shi)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)強(qiang)(qiang)度增加。


  綜上觀點(dian),可總結為:淬火(huo)馬(ma)氏(shi)體的高強度是碳和合金(jin)元(yuan)素(su)固(gu)溶強化、馬(ma)氏(shi)體條(tiao)片周界及馬(ma)氏(shi)體內(nei)位錯(cuo)密度的綜合貢獻結果。


  b. 馬氏(shi)體的韌性


   馬氏(shi)(shi)體的(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)與(yu)含碳(tan)量(liang)有(you)關(guan),低碳(tan)(C≤0.4%)馬氏(shi)(shi)體具有(you)較好的(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing)(xing),隨著含碳(tan)量(liang)的(de)(de)增加,韌(ren)(ren)性(xing)(xing)顯(xian)著下(xia)降。韌(ren)(ren)性(xing)(xing)與(yu)碳(tan)的(de)(de)關(guan)系,本質是(shi)碳(tan)對馬氏(shi)(shi)體的(de)(de)形態(tai)(tai)和亞結(jie)構的(de)(de)影響(xiang)結(jie)果。研(yan)究表明,馬氏(shi)(shi)體的(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)與(yu)馬氏(shi)(shi)體形態(tai)(tai)和亞結(jie)構有(you)明顯(xian)的(de)(de)關(guan)系。馬氏(shi)(shi)體中的(de)(de)孿晶(jing)馬氏(shi)(shi)體比例越(yue)大(da),其(qi)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)下(xia)降也越(yue)大(da)。


  有試驗證明(ming),在相(xiang)同的(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)度下,位(wei)錯型馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)斷裂(lie)(lie)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)比孿晶馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)高(gao)得多。在相(xiang)同的(de)(de)強(qiang)(qiang)度條(tiao)件下,條(tiao)狀(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)斷裂(lie)(lie)制性(xing)(xing)(xing)遠(yuan)遠(yuan)高(gao)于(yu)針狀(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti),并(bing)且,馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)還隨著板條(tiao)寬度和(he)領(ling)域(yu)大小的(de)(de)減小而增加(jia)。經(jing)進一步(bu)研究和(he)分析認為,馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)中的(de)(de)位(wei)錯亞結構可動(dong)性(xing)(xing)(xing)較孿晶大,由于(yu)位(wei)錯的(de)(de)運(yun)動(dong)能緩和(he)局部地區的(de)(de)應力集中,延緩裂(lie)(lie)紋(wen)形(xing)(xing)核,即使存有微裂(lie)(lie)紋(wen),也會削(xue)減裂(lie)(lie)紋(wen)尖的(de)(de)應力峰值。這當然(ran)對馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)有利。還有的(de)(de)認為,板條(tiao)狀(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)在原奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)晶粒內部排列(lie)成束狀(zhuang),說明(ming)產(chan)(chan)生馬(ma)(ma)(ma)民體(ti)(ti)(ti)相(xiang)變(bian)時,晶體(ti)(ti)(ti)間不發生相(xiang)互撞擊作用(yong),所以不會產(chan)(chan)生顯微裂(lie)(lie)紋(wen)。而孿昌馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)態(tai)呈片(pian)(pian)狀(zhuang),馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)變(bian)時,片(pian)(pian)與片(pian)(pian)之間的(de)(de)撞擊作用(yong)會促進顯微裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)產(chan)(chan)生。


  在(zai)探討(tao)馬(ma)(ma)氏體(ti)強韌性問(wen)題時,應指(zhi)出:馬(ma)(ma)氏體(ti)的強韌性不(bu)應孤立地看做(zuo)是哪(na)一(yi)種(zhong)因素作用(yong)的結(jie)果(guo),而與合金成分、固溶強化作用(yong)、馬(ma)(ma)氏體(ti)形成方式、馬(ma)(ma)氏體(ti)形態及(ji)亞結(jie)構(gou)等多(duo)種(zhong)因素都有密切的關聯。


  通過(guo)對(dui)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)向馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變理論及轉變馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)特性的(de)了解,可知由于(yu)鉻的(de)存在(zai)(zai),馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)淬火(huo)時(shi),由奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)向馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變過(guo)程中與碳鋼(gang)相比,具有一(yi)些特殊之處(chu)。


 (1) 鉻等合金元素的存在(zai),使(shi)奧氏(shi)體穩定性增強,在(zai)冷卻(que)(que)過程中不易發(fa)生珠光(guang)體轉(zhuan)變(bian)和(he)貝(bei)氏(shi)體轉(zhuan)變(bian),在(zai)較(jiao)緩慢的冷卻(que)(que)條件下,仍可(ke)發(fa)生馬(ma)氏(shi)體轉(zhuan)變(bian)。所以(yi),馬(ma)氏(shi)體不銹鋼在(zai)油(you)冷、風(feng)冷,甚至于空冷條件下,均可(ke)獲(huo)得(de)淬火馬(ma)氏(shi)體組織。


(2) 合(he)金元素(su)使(shi)奧氏體穩定化(hua)的(de)(de)另一個影(ying)響是,馬(ma)氏體不銹鋼(gang)淬火后(hou),會存在未進行轉變的(de)(de)殘留奧氏體。這(zhe)使(shi)得(de)馬(ma)氏體不銹鋼(gang)淬火后(hou),與(yu)同等含碳量(liang)的(de)(de)碳鋼(gang)相比,淬火硬度略有(you)下(xia)降。


(3) 馬氏體不銹鋼(gang)的淬(cui)透性高于碳鋼(gang),使(shi)得(de)(de)較(jiao)大尺寸的零件(jian)也(ye)能獲得(de)(de)淬(cui)火馬氏體組織(zhi),保證大截面零件(jian)也(ye)能得(de)(de)到均勻的組織(zhi)和良好的性能。


(4) 馬氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong),因含(han)有較(jiao)(jiao)多的難溶合金碳化(hua)物,特(te)別(bie)是當碳含(han)量較(jiao)(jiao)高時,碳化(hua)物會保留(liu)在淬火(huo)組織中(zhong),可明顯提(ti)高材(cai)料的硬度和耐(nai)磨性能。