金属固态相变复习课程.ppt

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1、金属固态相变二、新相与母相界面上原子排列易保持一定匹配关系：匹配越好，界面能增量越少。三、新相晶核与母相间存在一定的晶体学位向关系四、新相常在母相一定的晶面上形成：惯习面、惯习晶向---惯习现象五、母相晶体缺陷对相变起促进作用：位错、空位、晶界、亚晶界、孪晶---等处自由能高，不稳定，相变驱动力较大。六、易出现过渡相：亚（介）稳定相。原因：固态相变阻力大，扩散难---在母相和新相间起协调、妥协的作用（结果）。不是非此即彼。社会、人类相似。母相---较不稳定相（接近母相）---较稳定相（接近新相）---稳定新相第2节固态相变的基本类型分类方法很多，P174之表9-1（解析之）1、扩散型相变：形核

2、、长大---依靠原子长距离扩散完成---即相界面的扩散、移动来完成：扩散是控制因素。相界面：非共格，无严格的晶体学对应关系例：钢的共析相变2、半扩散相变：介于前二者之间的过渡型相变。例：钢的贝氏体转变：A---B(B=F+Fe3C)即：A---F为切变，非扩散型，C的析出(C---Fe3C)为扩散型相变3、非扩散相变：新相的生成不是靠扩散，而是以类似塑性变形过程中的滑移、孪生的形式---产生切变和转动而进行的---又称“切变型相变”。相变过程中，原来的原子有规则的、协调一致地变为新相，新相—旧相之界面是共格的。相变前后各原子间的相邻关系不发生变化，成分也不变。集体或整体改组.例：钢的淬火:A-

3、--M，又称马氏体相变第3节固态相变的形核与长大不讲。基本概念略提。1、热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺.为简明表示热处理的基本工艺过程，通常用温度—时间坐标绘出热处理工艺曲线。第4节钢的固态转变（钢的热处理原理）热处理分类—“四把火”热处理原理：描述热处理时钢中组织转变的规律称热处理原理。热处理工艺：根据热处理原理制定的温度、时间、介质等参数称热处理工艺。(a)940淬火+220回火（板条M回+A‘少）(b)(c)(d)940淬火+820、780、750淬火（板条M+条状F+A’少）(e)940淬火+780淬火+220回火（板条M回+条

4、状F+A‘少）(f)780淬火+220回火（板条M回+块状F）20CrMnTi钢不同热处理工艺的显微组织一、钢在加热时的组织转变加热是热处理的第一道工序。加热分两种：一种是在A1以下加热，不发生相变；另一种是在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化。组织遗传性。热惯性。加热目的：“热透”，均、细A.(一)奥氏体的形成过程奥氏体化也是形核和长大的过程，分为四步。现以共析钢为例说明：(1)奥氏体晶核形成：首先在与Fe3C相界形核。(2)奥氏体晶核长大：晶核通过碳原子的扩散向和Fe3C方向长大。(3)残余Fe3C溶解:铁素体的成分、结构更接近于奥氏体，因而先消失。残余的Fe3C

5、随保温时间延长继续溶解直至消失。(4)奥氏体成分均匀化：Fe3C溶解后，其所在部位碳含量仍很高，通过长时间保温使奥氏体成分趋于均匀。亚共析钢和过共析钢的奥氏体化过程与共析钢基本相同。但由于先共析或二次Fe3C的存在，要获得全部奥氏体组织，必须相应加热到Ac3或Accm以上.(二)奥氏体晶粒长大及其控制1.晶粒大小的表示方法：平均粒径、单位面积（体积）晶粒数、评级法：通常分为8级，1级最粗，8级最细。2.奥氏体晶粒度的概念●奥氏体化刚结束时的晶粒度称起始晶粒度,此时晶粒细小均匀。随加热温度升高或保温时间延长，奥氏体晶粒将进一步长大，这也是一个自发的过程。奥氏体晶粒长大过程与再结晶晶粒长大过程相

6、同。在给定温度下奥氏体的晶粒度称实际晶粒度。加热时奥氏体晶粒的长大倾向称本质晶粒度（粗、细）。3、奥氏体晶粒大小的控制⑴加热温度和保温时间:加热温度高、保温时间长,晶粒粗大.⑵加热速度:加热速度越快,过热度越大,形核率越高,晶粒越细.⑶钢的化学成分：1）C:共析成分长大倾向最大，远离共析成分长大倾向减小。（未溶碳化物阻碍之）析出颗粒对黄铜晶界的钉扎Nb/%奥氏体晶粒尺寸/μmNb、Ti对奥氏体晶粒的影响2)合金元素：碳化物和氮化物形成元素。强烈阻碍奥氏体晶粒长大元素:Ti、V、Nb、Al、Zr一般阻碍奥氏体晶粒长大元素:Mo、Cr、W不显著阻碍奥氏体晶粒长大元素:Ni、Cu、Si（Si微弱促

7、进长大）促进奥氏体晶粒长大元素:Mn、P、N、C(4)钢的原始组织（三）加热缺陷：过热、过烧、欠热、氧化、脱碳、开裂。（四）超细化处理：加热之应用---反复加热、冷却。极细的A晶粒。量变到质变。极大提高性能。过冷奥氏体等温转变曲线和连续冷却转变曲线过冷奥氏体的转变方式有等温转变和连续冷却转变两种。两种冷却方式示意图1——等温冷却2——连续冷却二、钢在冷却时的组织转变过冷奥氏体的等温转变图是表示奥氏