马氏体型不锈钢和莱氏体钢的简要描述(贝氏体、马氏体、珠光体的区别)
今天给各位分享马氏体型不锈钢和莱氏体钢的简要描述的知识,其中也会对贝氏体、马氏体、珠光体的区别进行分享,希望能对你有所帮助!
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马氏体型不锈钢和莱氏体钢的简要描述
420J2/420J1/420F不锈钢具有一定耐磨性及抗腐蚀性,硬度较高,其价格是不锈钢球中较低的一类,适用于对不锈钢普通要求的工作环境中。
适用于各类精密机械、轴承、电气、设备、仪器、仪表、交通运输工具、家用电器等。
多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。
420J1不锈钢:淬火后硬度高,耐蚀性好(有磁性)420J2不锈钢淬火后,比420J1钢硬度升高(有磁性)。
Cr12属于高碳高铬莱氏体钢,也是应用广泛的冷作模具钢.该钢具有较好的淬透性、耐磨性、热加工性.碳化物在钢中分布较好,可用于制造形状复杂、工作条件繁重下的各种冷作模具.如冷冲模冲头、螺纹滚模、拉丝模、料模、冶金粉模、木工切削工具、冷切剪刀钻套及量规等工具.我们在研制中,经过反复探索和试验,制订了合理的冶炼工艺和特殊的锭模及锻造工艺,使材质组织达到均匀一致,另外对标准物质加工,大胆创新,采用双刀切屑新工艺,极大提高了功效,缩短了周期,降低了成本。
贝氏体、马氏体、珠光体的区别
上贝氏体形成于贝氏体转变区较高温度范围,中、高碳钢大约在350-550℃形成。
上贝氏体为成束分布、平行排列的条状铁素体和夹于其间的断续条状渗碳体的混合物。
多在奥氏体晶界形核,自晶界的一侧或两侧向晶内长大,具有羽毛状特征。
板条马氏体是低、中碳钢中形成的一种典型马氏体组织,在一个原奥氏体晶粒内部有几个(3-5个)马氏体板条束,板条束间取向随意;在一个板条束内有若干个相互平行的板条块,块间是大角晶界;在一个板条块内是若干个相互平行的马氏体板条,板条间是小角晶界。
马氏体板条内存在大量的位错,所以板条马氏体的亚结构是高密度的位错和位错缠结。
动力是体系自由能的下降,其大小取决于转变温度。
珠光体转变温度较高,原子扩散能力较强,在较小的过冷度时就可以发生珠光体转变。
驱动力是在转变温度下奥氏体与马氏体的自由能差,而转变阻力是界面能和界面弹性应变能。
马氏体相变新相与母相完全共格,同时体积效应很大,因此界面弹性应变能很大。
珠光体转变温度较高,铁原子和碳原子都可以发生扩散,属于扩散型相变。
长大:横向长大很好理解,形成一片渗碳体后,两侧奥氏体中碳浓度下降,促进了铁素体形核,并平行于渗碳体片生长,结果又导致渗碳体片的形核与长大,最后得到片层相间的平行的珠光体团。
贝氏体转变是一个形核长大的过程,形核需要有一定的孕育期。
在孕育期内碳原子在奥氏体中重新分布,形成贫碳区,并成为铁素体的形核部位,达到临界晶核尺寸后,将不断长大。
由于转变温度较低,铁原子不能扩散,铁素体按共格切变方式长大,形成铁素体条或片。
铁素体晶核长大过程中,过饱和的碳从铁素体向奥氏体中扩散,并于铁素体条间或铁素体内部沉淀析出碳化物,因此贝氏体长大速度受碳的扩散控制。
按共格切变方式长大的铁素体和富碳奥氏体或碳化物的混合组织,称为贝氏体。
贝氏体转变包括铁素体的成长与碳化物的析出两个基本过程,它们决定了贝氏体中两个基本相的特征。
下贝氏体形成温度较低,首先在奥氏体晶界或晶内贫碳区形成铁素体晶核,并长大成片状。
由于转变温度较低,碳原子在奥氏体中扩散困难,很难迁移至晶界,而碳在铁素体中可以扩散。
因此在铁素体长大的同时,碳原子只能在铁素体的某些亚晶界或晶面上聚集,进而沉淀析出细片状碳化物。
在一片铁素体长大的同时,其它方向的铁素体也会形成。
自促发形核:已经生成的马氏体能促发未转变母相的形核,称为自促发形核。
一个原奥氏体晶粒内部往往在某一处形成几片马氏体。
晶界不是马氏体占优势的形核部位,等温转变主要是自促发形核。
珠光体的形核和长大速率与转变时间的关系:随转变时间增加,形核率增大,晶核长大,速度变化不大。
随转变温度降低,孕育期减小,某一温度孕育期最短,温度再降低,孕育期又增加。
随转变时间增加,转变速度提高,当转变量超过50%时,转变速度又逐渐降低,直至转变完成。
碳含量:亚共析钢,碳含量增加,先共析铁素体析出速度降低,珠光体转变速度也降低。
过共析钢,碳含量增加,先共析渗碳体析出速度增大,珠光体转变速度提高。
奥氏体晶粒度的影响:奥氏体晶粒细小,先共析相和珠光体的形成速度提高。
应力和塑性变形的影响:对奥氏体进行拉应力或塑性变形,珠光体转变速度加快。
具有孕育期,开始阶段转变速度较低,然后迅速增大,随后逐渐减小,趋于恒定。
提高奥氏体化温度和钢的合金化程度,使转变不完全性增大。
继续等温,残余奥氏体可能转变为珠光体或一直保持不变。
后续降温,残余奥氏体可能转变为马氏体或一直保持不变。
上贝氏体的转变速度取决于碳在奥氏体中的扩散速度。
下贝氏体的转变速度取决于碳在铁素体中的扩散速度。
奥氏体快冷至Ms点以下时,立即生成一批马氏体,不需要孕育期。
温度继续下降,又出现第二批马氏体,而先形成的马氏体不再长大,直至Mf温度转变结束。
马氏体转变导致体积膨胀,使剩余的奥氏体受到压应力,发生塑性变形,产生强化,继续转变为马氏体的阻力增大。
因此在某一温度马氏体转变结束后,要继续转变,必须继续降温,提供更大的相变驱动力。
Ms点低于0℃的Fe-Ni合金冷却到0℃以下的某一温度(Mb)时,马氏体相变突然发生,并伴有声响,放出相变潜热。
Ms点略低于0℃的Fe-Ni-C合金在0℃放置时,试样表面会发生马氏体转变。
这种在稍高于合金Ms点温度下试样表层发生的马氏体转变称为马氏体表面转变,得到的马氏体为表面马氏体,表面应力状态导致。
2、贝氏体转变是形核长大过程,铁素体按共格切变方式长大,产生表面浮凸,碳原子可以扩散,铁素体长大速度受碳扩散控制,速度较慢。
4、较高温度形成的贝氏体中碳化物分布在铁素体条之间,较低温度形成的贝氏体中碳化物主要分布在铁素体条内部。
随形成温度下降,贝氏体中铁素体的碳含量升高。
6、上贝氏体中铁素体的惯习面是(111),下贝氏体铁素体的惯习面是(225),贝氏体中铁素体与奥氏体之间存在K-S位向关系。
奥氏体向马氏体晶体结构的转变是靠切变进行的,由于切变使相界面始终保持共格关系,因此称为切变共格。
由于切变导致在抛光试样表面在马氏体相变之后产生凸起,即表面浮凸现象。
原子不发生扩散,但发生集体运动,原子间相对运动距离不超过一个原子间距,原子相邻关系不变。
转变过程不发生成分变化,但却发生了晶体结构的变化。
马氏体转变开始后,必须在不断降低温度的条件下才能使转变继续进行,如冷却中断,则转变立即停止。
当冷却到某一温度时,马氏体转变基本完成,转变不再进行,这一温度称为马氏体转变结束温度,简称Mf点。
影响珠光体性能的因素:奥氏体晶粒尺寸,珠光体团晶粒尺寸,珠光体片层间距,铁素体内部亚结构,渗碳体形状、尺寸和分布。
珠光体片层间距取决于转变温度,间距越小,强度和塑性越高。
降温形成的珠光体片层间距大小不一,性能下降。
球状珠光体强度较低,但塑性较好,疲劳性能较高。
通过热处理可以改变珠光体中碳化物的形态、大小和分布,从而改变珠光体的力学性能。
亚共析钢中的碳含量决定了珠光体含量,影响合金的强度、塑性、冲击功和脆性转变温度,先共析铁素体晶粒尺寸对钢的性能也有很大影响。
使高碳钢获得片层间距细小的珠光体(索氏体),再经过深度冷拔,可以获得高强度钢丝。
这样的处理称为派敦(Patenting)处理。
派敦处理是使珠光体组织在工业上应用的主要处理方法之一。
马氏体高强度的主要原因包括相变强化、固溶强化和时效强化。
碳含量高于0.4%后,碳原子之间距离太近,畸变偶极应力场相互抵消,强化效果减弱。
置换式固溶体的合金元素对马氏体强化效果较小。
在相变冷却过程或马氏体转变完成后,碳原子发生偏聚的现象称为自回火。
这种由碳原子扩散偏聚钉扎位错引起的马氏体强化称为时效强化。
马氏体本身比较软,但在外力作用下因塑性变形而急剧加工硬化,所以马氏体的变形强化指数很大,加工硬化率高。
当碳含量大于0.3%后,孪晶亚结构逐渐增多,孪晶对马氏体强度产生贡献。
原始奥氏体晶粒越小,板条马氏体束越小,马氏体强度越高。
在屈服强度相同的条件下,位错型马氏体比孪晶型马氏体具有较高的韧性。
在强化马氏体的同时,使其亚结构保持位错型,是实现马氏体强韧化的重要途径。
变形温度应该在可以形变诱发马氏体相变温度以下。
随马氏体量的增多,变形强化指数增大,使已发生塑性变形的区域继续发生变形困难,抑制颈缩的产生。
马氏体不锈钢是食品级吗
通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢,通俗地说,是一类可硬化的不锈钢。
典型牌号为Cr13型,如2Cr13、3Cr13、4Cr13等。
淬火后硬度较高,不同回火温度具有不同强韧性组合,主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。
根据化学成分的差异,马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。
根据组织和强化机理的不同,还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体(或半马氏体)沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。
马氏体不锈钢是一类可以通过热处理(淬火、回火)对其性能进行调整的不锈钢,通俗地讲,是一类可硬化的不锈钢。
这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件:一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在,在该区域温度范围内进行长时间加热,使碳化物固溶到钢中之后,进行淬火形成马氏体,也就是化学成分必须控制在或+相区,二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜,铬含量必须在10.5%以上。
按合金元素的差别,可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。
马氏体不锈钢具备高强度和耐蚀性,可以用来制造机器零件如蒸汽涡轮的叶片(1Cr13)、蒸汽装备的轴和拉杆(2Cr13),以及在腐蚀介质中工作的零件如活门、螺栓等(4Cr13)。
碳含量较高的钢号(4Cr13、9Cr18)则适用于制造医疗器械、餐刀、测量用具、弹簧等。
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