马氏体时效钢经过热处理,硬度会提升吗?(珠光体奥氏体马氏体的区别)
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马氏体时效钢经过热处理,硬度会提升吗?
在18Ni钢中,碳对钢的强度影响很大,即使碳含量极少,也会使马氏体强度显著提高。
但在把碳的质量分数增至0.03%以后,又会降低钢的屈服强度,所以18Ni马氏体时效钢中碳的质量分数不宜超过0.03%。
18Ni钢中加入大量的Ni,主要作用是保证固溶体淬火后能获得单一的马氏体,其次Ni对Mo的作用是形成时效强化相Ni3Mo。
当Ni的质量分数超过10%时,还能提高马氏体时效钢的断裂韧度。
珠光体奥氏体马氏体的区别
表5-145钢经840℃加热后在不同条件下冷却后的力学性能。
由于等温转变对研究钢在冷却时的组织转变较为方便,下面以共析钢为例来说明冷却方式对钢组织和性能的影响。
通过前面的学习,我们知道奥氏体在临界温度A以下是不稳定的,必定要发生转变,热处理中把在A温度以下暂时存在、处于不稳定状态的奥氏体称为“过冷奥氏体”。
反映过冷奥氏体等温转变温度与转变产物之间关系的图形称为过冷奥氏体等温转变图。
图5-12为共析钢过冷奥氏体等温转变图,因两条曲线形状如英文字母C,故称为“C曲线”,图中左边C曲线为过冷奥氏体转变开始线,右边C曲线为过冷奥氏体转变终了线。
从C曲线图中我们可以看出:A以上是奥氏体稳定区域;在A以下左C曲线左边,由于过冷现象,奥氏体仍然存在一段时间,这段时间称为孕育期。
孕育期的长短标志着过冷奥氏体稳定性的大小。
曲线的拐弯处(550℃左右)俗称“鼻尖”,孕育期最短(约1s),过冷奥氏体稳定性最小;右C曲线右边为转变产物区;在左C、右C两条曲线之间为过渡区,转变正在进行。
表5-2珠光体、索氏体和托氏体组织和性能。
在350℃~230℃范围内,转变的产物呈黑色针叶状,这种组织称为下贝氏体(图5-14)。
下贝氏体硬度高(45~55HRC),韧性也好。
共析钢贝氏体转变产物的组织和性能见表5-3。
随炉冷却(v约10℃/min)时,根据它和C曲线相交的位置,可以估计出奥氏体转变为珠光体。
油中冷却(v约150℃/s)时,它与C曲线开始转变线相交,可判断有一部分过冷奥氏体转变为托氏体,但v没有与C曲线的转变终了线相交,故另一部分过冷奥氏体来不及分解,就被过冷到M温度以下,转变为马氏体,最后得到托氏体+马氏体的混合物。
共析钢C曲线最为简单,只有珠光体转变区和马氏体转变区,说明共析钢连续冷却时没有贝氏体形成。
图5-15中珠光体转变区左边一条线叫过冷奥氏体转变开始线,右边一条线叫过冷奥氏体转变终了线,下面一条线叫过冷奥氏体转变中止线。
由图5-15还可以看出,过冷奥氏体连续冷却速度不同,发生转变及室温组织亦不同。
当以很慢速度冷却时(v),发生转变温度较高,转变开始和转变终了的时间很长。
冷却速度增大,发生转变的温度降低,转变开始和终了的时间缩短,而转变经历的温度区间增大。
但是,只要冷却速度小于冷却曲线,冷却至室温将得到全部珠光体组织,只是组织弥散程度不同而已。
如果冷却速度在M和v之间,当冷至珠光体转变开始线时,开始发生珠光体转变,但冷至过冷奥氏体转变终止线,则得到珠光体加马氏体。
如果冷却速度大于,奥氏体过冷至M点以下发生马氏体转变,冷至M点,转变终止,最终得到马氏体加残留奥氏体组织。
由此可见,冷却速度v和是获得不同转变产物的分界线。
表示过冷奥氏体在连续冷却过程中不发生分解,而全部过冷至M点以下发生马氏体转变的最小冷却速度,称为上临界冷却速度,又称临界淬火速度;表示过冷奥氏体在连续冷却过程中全部转变为珠光体的最大冷却速度,又称下临界冷却速度。
为了纪念德国专家马滕斯(MartensAdolf)在改进和传播金相技术方面的功绩,法国著名的金相学家奥斯蒙(FlorisOsmond)在1895年建议用马滕斯的姓氏命名钢的淬火组织Manensite,即马氏体。
(1)奥氏体向马氏体转变,是连续冷却进行的,它从M开始,到M转变终止。
马氏体的数量随着温度的下降而不断增多,如果冷却在中途停止,则奥氏体向马氏体转变也停止。
(3)马氏体转变体积发生膨胀,并产生很大的内应力。
由于马氏体的比容(单位质量物质的体积)比奥氏体大,因此,钢淬火时体积要发生膨胀,这是钢件淬火时产生内应力,易变形、开裂的重要原因。
同一种钢,马氏体比其他任何一种组织的硬度都要高,所以获得马氏体组织的淬火工艺,是强化钢铁零件的主要方法。
3.共析钢奥氏体进行以下连续冷却,请填写组织名称。
1.过冷奥氏体是指冷却到()温度以下,尚未转变的奥氏体。
2.共析钢奥氏体在600℃~550℃等温转变将得到()。
3.共析钢奥氏体在350℃~M等温转变将得到()。
4.下列连续冷却中,冷却速度最快的是()。
1.马氏体是碳溶于-Fe的固溶体,常用符号“M”表示。
3.马氏体转变是在M~M之间等温转变完成的。
5.针状马氏体比板条状马氏体的硬度高、脆性大。
(3)采用连续冷却的方式:①获得索氏体,②获得托氏体和马氏体的混合物,③获得马氏体。
奥氏体和马氏体的结构.PPT
一个金属原子能与两个、三个甚至更多的氢原子结合,生成稳定的金属氢化物,同时放出热量。
将其稍稍加热,氢化物又会发生分解,将吸收的氢释放出来,同时吸收热量。
6.6.2储氢原理PrincipleM-H系统pCT平衡图平台区:氢气、固溶体、金属氢化物三相共存f=k-十21pCT曲线上方:吸收氢气pCT曲线下方:放出氢气合金的吸氢反应机理H2传质化学吸附氢的解离H22Had表面迁移吸附的氢转化为吸收氢HadHabs氢在相的稀固溶体中扩散相转变为氢化物(相)Habs()Habs()氢在相中扩散。
氢原子在合金晶格中形成固溶体实用要求:①容易活化;②储气容量高;③吸放氢速度快;④反复吸放氢循环时不易粉化,性能不退化;⑤有合适的吸放氢平台压力;⑥吸放氢过程中的平衡氢压差小,即滞后现象弱;⑦有确定的化学稳定性;⑧对杂质敏感程度低;⑨原料资源丰富,价格低廉;⑩用作电极材料时具有良好的耐腐蚀性。
6.6.3储氢合金的开发储氢合金种类系列代表合金扩展系列AB5LaNi5,MmNi5A1-xNxB5-yMy(x<1,y<5)AB2TiCr2,TiMn2A1-xNxB2-yMy(x<1,y<2)ABTiFe,TiNiA1-xNxB1-yMy(x<l,y<1)A2BMg2Ni,Ti2NiA2-xNxB1-yMy(x<2,y<1)可以在工程上应用的合金基本上都是金属间化合物,已确认有应用前景的共有四类A及N吸氢量较大的金属(ⅡA,ⅢB,ⅣB,ⅤB族金属)B及M过渡金属(ⅥB,ⅦB,Ⅷ,ⅠB,ⅡB,ⅢA,ⅣA族)Mm混合稀土金属碳纳米管迄今为止最好的储氢材料碳纳米管储氢示意图(红点为氢原子)6.6.4贮氢材料的应用①贮氢容器重量轻、体积小氢以金属氢化物形式存在于贮氢合金之中,密度比相同湿度、压力条件下的气态氢大1000倍;节省能量,安全可靠用贮氢合金贮氢,无需高压及贮存液氢的极低温设备和绝热措施。
Application贮氢容器Example贮氢合金制作的贮氢装置Example在高压容器中装入贮氢合金的“混合贮氢容器”H2的回收与纯化②H2的回收与纯化用铀回收氘的捕集器氢化物电极③氢化物电极Ni、MHx电池充放电过程示意图镍氢电池结构Advantages(1)比能量为NiCd电他的1.5-2倍;(2)无重金属Cd对人体的危害;(3)良好的耐过充、放电性能;(4)无记忆效应;(5)主要特性与Ni/Cd电他相近,可以互换使用。
优点功能材料化学能、热能和机械能可以通过氢化反应相互转换,可用于热泵、贮热、空调、制冷、水泵、气体压缩机等方面。
④功能材料功能转换机制利用储氢合金的放热吸热循环,可进行热的储存和传输,制造制冷或采暖设备利用储氢合金制造的制冷机6.7非晶态金属材料6.7.1非晶态金属材料及其基本特征(1)非晶态形成能力对合金的依赖性非晶态合金通常由金属组成或由金属与类金属组合金属与类金属组合更有利于非晶态的形成较好的组合类金属:B、P、Si、Ge(2)结构的长程无序和短程有序性不存在原子排列的长程有序性观察不到晶粒的存在非晶态金属原子的最近邻、第二近邻这样近程的范围内,原子排列与晶态合金极其相似,即存在近程有序性(3)热力学的亚稳性从热力学来看,它有继续释放能量、向平衡状态转变的倾向从动力学来看,要实现这种转变首先必须克服一定的能垒位垒高低直接关系到非晶态金属材料的实用价值和使用寿命Performance&use6.7.2非晶态金属材料的性能与用途(1)高强度高韧性的力学性能非晶态合金的力学性能合金硬度HV抗拉强度MPa断后伸长率/%弹性模量/MPa非晶态合金Pd83Fe7Si10401818600.166640Cu57Zr43529219600.174480Co75Si15B10891830000.253900Fe80P7744830400.03Ni75Si8B17840826500.1478400晶态18Ni-9Co-5Mo1810~213010~12结构性能特点:结构中不存在位错,没有晶体那样的滑移面,因而不。
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