马氏体的性能教育课件.ppt

(一)马氏体的硬度与强度马氏体的硬度与屈服强度之间有很好的线性对应关系,因此可以很方便的将二者一并讨论。1、马氏体的硬度钢中马氏体最重要的特点是具有高硬度和高强度。实验证明,马氏体的硬度决定于马氏体的碳含量,而与马氏体的合金元素含量关系不大。2、马氏体的高硬度、高强度的本质(1)相变强化马氏体相变的特性造成在晶体内产生大量微观缺陷(位错、孪晶及层错等),使马氏体强化,即相变强化。无碳马氏体的屈服极限为284MPa与强化F的σS很接近,而退火的F的σS仅为98~137MPa,也就是说相变强化,使强度提高了147~186MPa。(2)固溶强化为严格区分C原子的固溶强化效应与时效强化效应,Winchell专门设计了一套Ms点很低的C%不同的Fe-Ni-C合金,以保证M转变能在C原子不可能发生时效析出的低温下淬火后在该温度下测量M的强度,以了解C原子的固溶强化效果,结果表明C%<%时的σS随碳含量增加急剧升高,%后σS不再增加。(3)时效强化理论计算得出,在室温下只要几分钟甚至几秒钟即可通过C原子扩散而产生时效强化,在-60℃以上,时效就能进行发生碳原子偏聚现象,是M自回火的一种表现,C原子含量越高时效强化效果越大。(4)动态应变时效:M本来比较软,在外力作用下通过应变时效才能使强度显著提高,碳含量越高,应变时效作用越明显。%无关且数值也不高只有196MPa,而σ2则随C%增加而急剧增加。(5)马氏体形态及大小对强度的影响孪晶亚结构对强度有一附加的贡献,C%相同时,孪晶M的硬度与强度略高于位错M的硬度与强度,且C%增高,孪晶亚结构对M强度的贡献增大。原A晶粒大小和M群的大小对M的强度也有一定的影响,=608+69dγ-1/=449+60dαˊ-1/2单位:Mpa;其中dγA晶粒的平均直径;dαˊM板条群的平均直径对中碳低合金结构钢,A晶粒由单晶细化至10级晶粒时,强度增加不大于245MPa,因此在一般钢中以细化A晶粒的方法来提高M的强度作用不大。总结:低碳的马氏体的强度主要靠其中碳的固溶强化,在一般淬火过程中,伴随自回火而产生的M时效强化也具有相当的强化效果,随M中碳及合金元素含量的增加,孪晶亚结构将有附加的强化,细化奥氏体晶粒及马氏体群的大小,也能提高一些马氏体的强度。(二)马氏体的韧性位错型M具有良好的塑性和韧性。由图中可以看出,随C%的增加韧性显著下降,对C%%的M,即使经低温回火,冲击韧性还是很低。通常C%%时M具有较高的韧性,碳含量越低,韧性越高;C%%时,M的韧性很低,变得硬而脆,即使经低温回火韧性仍不高。除C%外,M的韧性与其亚结构有着密切的关系,在相同的屈服极限的条件下,位错型M的韧性比孪晶M的韧性高很多。