热处理中碳的固溶和析出问题

xiao5ou · 发表于 2010-12-1 13:11:37

在钢的热处理中，为什么首先加热温度让碳固溶而后又要让碳析出呢？碳固溶时钢硬度高呢还是析出后硬度高？

xiao5ou · 发表于 2010-12-1 13:13:30

希望得到各位老师的帮忙，谢谢

xiao5ou · 发表于 2010-12-2 16:06:15

怎么没人回呀

孤鸿踏雪 · 发表于 2010-12-2 16:55:12

回复 1# xiao5ou

不是无人回答，是楼主提得问题不好回答，固溶处理是一种需要，析出硬化也是一种需要。

看书学习要系统，要瞻前顾后，不可断章取义。

xiao5ou · 发表于 2011-2-14 16:35:45

回复 4# 孤鸿踏雪
请问，在再结晶退火冷却时，硬度和强度的提高是因为碳化物的析出吗？还有碳本来是固溶在铁素体中的，怎么会变成渗碳体析出了？呵呵

孤鸿踏雪 · 发表于 2011-2-14 18:16:22

回复 5# xiao5ou

恕我愚钝，你提出的问题，我真的不知如何回答，希望有其他版主或专家路过，给你一个满意的答案。

njxwl · 发表于 2011-2-16 16:10:13

首先你要注明是什么材料，一般再结晶处理强度是下降的，至于你所说的那种情况，最有可能的原因是在冷形变过程中，部分渗碳体发生溶解，导致铁素体中碳含量升高。在再结晶退火过程中过饱和的碳以渗碳体形式析出，导致强度升高，但这只发生在回复阶段，又称为时效，随再结晶过程的进行，强度下降。

njxwl · 发表于 2011-2-16 16:13:54

关于固溶强化和析出强化谁高谁低的问题，要看析出粒子的大小，如果析出相细小，那么析出强化要高于固溶强化，但析出相尺寸过大，其强化作用相应减弱，那么固溶强化和析出强化谁高谁低很难说了

孤鸿踏雪 · 发表于 2011-2-17 08:20:30

回复 1# xiao5ou

   熟悉一下一下基本概念
固溶处理  把合金加热到适当温度并保持充分的时间，使合金中的某些组成物溶解到基体中，形成均匀的固溶体，然后将合金迅速冷却，使溶入基体的组成物留在基体内成为过饱和固溶体，这样可以改善合金的延展性和韧性，并为进一步进行沉淀硬化处理创造条件，这种处理方法叫固溶处理。固溶处理多用于非铁合金。从广义的角度讲，钢的马氏体淬火亦是一种固溶处理。
固溶度  在某一温度条件下，溶质原子在溶剂晶格中的最大溶解度。
固溶强化  由于形成固溶体而使基体强度增加的作用。固溶体的晶格常数代表固溶体晶格中大量晶胞棱边长度的平均值。固溶体的晶
格常数与固溶体溶剂元素的晶格常数之差，在一定程度上反映晶格畸
变的平均大小，此数值与溶质原子所引起的强化效果存在一定关系。一般认为：晶格常数变化越大，其强化效果也越大。因此，固溶体比纯金属具有较高的强度和硬度。所以，通过溶入某种元素的原子形成固溶体，从而使金属的强度、硬度提高的现象称为固溶强化。

沉淀  从过饱和固溶体中析出第二相（沉淀相）或形成溶质原子富集的亚稳区等过渡相的过程叫沉淀，或称为脱溶。
沉淀强化  见沉淀硬化。
沉淀硬化  在一定条件下，由过饱和固溶体中析出另一相而导致的硬化作用。由于强度也随硬度的增加而增加，所以也叫沉淀强化。有文献定义为：由于固溶体的脱溶而引起合金的强度和硬度升高的现象。
碳化物相间析出  上世纪70年代初，人们用电子显微技术研究低碳、低铌、低钒高强度钢的组织结构时，观察到先共析铁素体中析出了大量的特殊碳氮化物粒子。而且比较规则地成排分布。从而确认高强度钢的强化主要是由于铁素体析出了大量碳氮化物微粒的结果。这种强化称为析出强化，亦称沉淀强化。进一步研究发现这种碳氮化物微粒是在奥氏体—铁素体相界面上形成的，因此将这种转变称之为相间析出。
在一定条件下，亚共析钢均有相间析出，但以低碳铌、钒、钛等合金钢强化效果最佳。
实验证明：在铁碳合金中，相间析出转变产物的硬度介于铁素体或珠光体与贝氏体之间，而低碳合金钢的相间析出转变产物的硬度则高于贝氏体。
碳氮化物相间析出现象主要用于含少量Nb、V、Ti、W、Mo等元素的低碳非调质高强度钢。采用三级控制轧制工艺，调整相变温度、铁素体晶粒度、析出物的尺寸和分布状态，以获得高的强韧性能。

aaron01 · 发表于 2011-2-17 08:32:18

简单举个例子吧，铁碳相图中，碳在铁中的溶解度在室温下最高只有0.02%不到，铁素体溶碳量就只有这么点，再多就溶不下，以碳化物的形式析出，当你把钢加热到奥氏体温度以上时，此时碳在奥氏体中的溶解度大了很多，最大可达到2%，这时原来钢中的碳化物就溶解到奥氏体中区了，这就是碳在钢中的固溶。

xiao5ou · 发表于 2011-2-17 12:25:52

回复 10# aaron01
请问为什么要以渗碳体的形式析出，单质碳行不？

孤鸿踏雪 · 发表于 2011-2-17 14:01:49

回复 11# xiao5ou

单质碳怎么形成？碳分子以什么形态出现？石墨吗？

xiao5ou · 发表于 2011-2-17 14:29:08

回复 12# 孤鸿踏雪
不要笑我啊，我新人

aaron01 · 发表于 2011-2-17 15:12:18

答案还是看铁碳相图，超过2.11%的含碳量的话，是会有石墨出现的，不过这个时候材料的名称叫铸铁，而不能称为钢了。

njxwl · 发表于 2011-2-22 09:03:11

其实看铁碳相图，其平衡相图就是FE-石墨相图，共晶点、共析点等稍有区别，从热力学考虑，Fe、石墨是稳定相，但由于C的固体扩散慢的原因，一般形成渗碳体，而不以石墨状态存在，只有在铸铁中C含量高之后，才有可能以石墨状态存在

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