关于马氏体为什么硬度高。

Christopher · 发表于 2012-6-9 21:55:26

今天在和一个机加工的朋友讨论到淬火后为什么硬度提高了的问题上，我解释说是因为淬火后得到了马氏体组织使得材料的硬度得到了提高，最后讨论的问题演变到马氏体为什么硬度高的本质问题上，而机加工朋友认为的观点是马氏体组织原子之间的结构较未淬火的基体组织的金属键的结合方式发生了变化，这种键与键之间的结合方式发生了改变导致的硬度得到了改变，从而变硬，
通过书上的了解，我们知道马氏体硬度提高的原因是多方面的，主要因素包括相变强化，碳原子的固溶强化和时效强化以及孪晶对马氏体的贡献等。
那么我想问的是，无论是何种强化，从宏观的角度来说，我们可以理解成为都是因为原子之间的结构发生了变化而导致得到这种强化的效果吗？

Christopher · 发表于 2012-6-9 21:58:34

另外引用一下论坛里的一位朋友的发言，谢谢!

Christopher · 发表于 2012-6-9 21:59:15

传不上图片，
马氏体硬度高的原因有多方面，其中主要包括相变强化，碳原子的固溶强化和时效强化以及孪晶对马氏体的贡献等。
相变强化：马氏体相变的切变特性造成其晶体内产生大量的微观缺陷（位错、层错及孪晶等）使得马氏体强化。
C原子的固溶强化和时效强化：因为马氏体为扁八面体，C原子溶入基体后形成以C原子为中心的偶极应力场，这个应力场与位错产生强烈的交互作用，使马氏体的强度升高。时效强化是由于C原子扩散偏聚钉扎位错而引起的一种强化形式。
形变强化主要指的是，马氏体材质在外力作用下很容易因塑性变形产生急剧的加工硬化。

nali163@163.com · 发表于 2012-6-12 10:27:21

马氏体形成时，由于溶入过饱和的碳原子而增大了晶格畸变，增加了错位密度，导致硬度提高，这是比较普遍的一种说法，从微观角度分析就是你说的第二条吧，产生应力场

05362866637 · 发表于 2012-6-12 19:39:10

马氏体硬度高的原因有多方面，其中主要包括相变强化，碳原子的固溶强化和时效强化以及孪晶对马氏体的贡献等。
相变强化：马氏体相变的切变特性造成其晶体内产生大量的微观缺陷使得马氏体强化。

cmc01253 · 发表于 2012-6-14 10:20:26

金属再奥氏体化后，经过极速冷却，奥氏体的面心立方结构会再结晶为马氏体的体心立方结构，此时奥氏体内偏析出来的多余碳元子来不及逃逸出晶苞，二被挤压再一起，从而形成过饱和的体心立方结构，极为淬火马氏体，此时碳的分布会更均匀，但由于马氏体内碳原子过饱和，故淬火马氏体硬度非常高。同事由于奥氏体向马氏体转变，马氏体体积会增大，导致晶界扭曲形变，产生应力。故淬火后通常需要回火。回火的作用： 1，释放晶界间的应力， 2。使过饱和马氏体的碳院子析出，大的淬火马氏体分解成多个小的回火马氏体，从而使碳原子分布更均匀，从而降低硬度。

Christopher · 发表于 2012-6-14 13:15:18

cmc01253 发表于 2012-6-14 10:20
金属再奥氏体化后，经过极速冷却，奥氏体的面心立方结构会再结晶为马氏体的体心立方结构，此时奥氏体内偏析 ...

那么最本质的问题是不是原子结构发生了变化导致的马氏体硬度得到了提高？

aaron01 · 发表于 2012-6-15 01:07:03

什么是硬度？硬度是指材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。
奥氏体化是将碳原子固溶到奥氏体中的铁原子晶格间隙的过程，淬火激冷后来不及析出碳化物，碳原子还是固溶在铁原子间隙中，造成严重的晶格畸变，使得材料内部位错滑移的阻力变大，抵抗塑性变形的能力得到大幅提高，这样的强化机理称马氏体相变强化。

应该说是铁的晶体结构发生变化，更多的碳原子固溶到铁原子点阵的间隙引起硬度提高；而不是原子结构变化，原子结构变化是指的原子变成离子，比如回火时析出三次碳化物，此时马氏体的硬度反而是下降的，因为随着碳化物的析出，马氏体里的晶格畸变程度是下降的。

xl187235501 · 发表于 2012-6-15 07:15:15

在允许的范围内，回火温度高或者回火时间长是不是硬度相对来说就高？

xl187235501 · 发表于 2012-6-15 13:03:15

xl187235501 发表于 2012-6-15 07:15
在允许的范围内，回火温度高或者回火时间长是不是硬度相对来说就高？

呵呵我也不知道，请教嘛，160的温度和180的温度，别的条件相同，那么硬度哪个高呀？？

aaron01 · 发表于 2012-6-15 13:25:26

xl187235501 发表于 2012-6-15 13:03
呵呵我也不知道，请教嘛，160的温度和180的温度，别的条件相同，那么硬度哪个高呀？？

回火温度和回火后的硬度关系通常情况下温度越高，硬度越低的，道理我在前一个帖子里讲了，马氏体是不稳定相，过饱和的碳原子固溶在铁的原子点阵中，有析出碳化物降低过饱和度的倾向，回火温度越高，析出的碳化物越多，晶格畸变情况就释放得越厉害，自然硬度就越低。
需要指出：特殊的一些钢种，在某一些特定的温度区间有二次硬化现象，回火温度升高硬度反而会上升，这与残奥转变有关，不在这个话题讨论范围。

Christopher · 发表于 2012-6-15 18:03:33

aaron01 发表于 2012-6-15 01:07
什么是硬度？硬度是指材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。
奥氏体化是将碳原子固溶到奥氏体中的铁原 ...

晶体结构的变化是不是属于物理变化的一种？你的解释让我更加清楚了我想问的是什么，就是这种硬度的提高，除了物理变化的结果外，还有没有一些除了物理变化之外的因素，比如化学方面的影响，或是其他一些原因？谢谢解释得这么详细，受教啊

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