马氏体中碳化物是如何转变的？（加分题）

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上海交通大学 俞德刚著的 铁基马氏体时效:回火转变理论及其强韧性 书中针对这问题做了详细的介绍

sjx123

淬火马氏体通过高温回火可以得到回火索氏体，会保持着马氏体的相位。

fdwh

当回火温度超过80度时，马氏体开始分解，从马氏体中析出弥散的ε-碳化物。随着马氏体中碳浓度的降低，正方度减小。当回火温度高于150度以后，在一定温度下，随回火时间的延长，在开始1-2小时内，过饱和碳从马氏体中析出很快，然后逐渐减慢，随后延长时间，马氏体中含碳量变化不大。
    高碳钢在80-150度回火时，由于碳原子活动能力低，马氏体分解只能依靠ε-碳化物在马氏体晶体内不断生核、析出，而不能依靠-碳化物的长大进行。在紧靠ε-碳化物周围，马氏体的碳浓度急剧降低，形成贫碳区，而距ε-碳化物较远的马氏体仍保持淬火后较高的原始碳溶度。于是在低温加热后，钢中除弥散ε-碳化物外，还有碳浓度高低不同的两种α相。
  当回火温度在150-250之间时，碳原子活动能力增加，能进行较长距离扩散。因此，随着回火保温时间延长，ε-碳化物可从较远处获得碳原子而长大，故低碳α相增加，高碳α相减少，最终不存在两种不同碳浓度的α相。
  高碳钢在350度以下回火时，马氏体分解后形成的低碳α相和弥散ε-碳化物组成的复相组织称为回火马氏体，这种组织较淬火马氏体容易腐蚀，在光学显微镜下呈黑色针状。
  当回火温度升高至250-400时，ε-碳化物分解成χ-碳化物和θ-碳化物（渗碳体）。χ-碳化物不是由ε-碳化物直接转变来的，而是通过ε-碳化物溶解并在其它地方重新形核、长大的方式形成的（离位析出”。χ-碳化物呈小片状平行的分布在马氏体中，尺寸约5nm，它和母相马氏体有共格界面并保持一定的位向关系。钢中含碳量高有利于χ-碳化物的形成，高碳钢中χ-碳化物甚至可以一直保持到450度。低碳钢的χ-碳化物极不稳定，存在范围很小，一般不易出现。
  刚形成的θ-碳化物与母相仍保持共格关系，当长大到一定大小时，共格关系难以维持，在300-400度时共格关系陆续破坏，渗碳体脱离α相而析出。
  当回火温度升高到400度以后，淬火马氏体完全分解，但α相仍保持针状外形，先前形成的ε-碳化物和χ-碳化物此时已经消失，全部转变为细粒装的θ-碳化物，即渗碳体。这种由针状α相和无共格联系的细粒状渗碳体组成的机械混合物叫做回火屈氏体。
  当回火温度升高至400度以上时，已经脱离共格关系的渗碳体开始明显地聚集长大。片状渗碳体的长度和宽度之比逐渐缩小，最终形成粒状渗碳体。
  淬火碳钢经高于500度回火后，碳化物已经转变为粒状渗碳体。当温度超过600度时，细粒状渗碳体迅速聚集并粗化。
  当回火温度为400-600度时，由于马氏体分解、碳化物转变及其聚集球化，使α相的晶格畸变大大减少，因此残余在钢中的内应力基本消除。马氏体晶粒不呈等轴状，而是通过切变方式形成的，其位错密度很高，因此和冷塑性变形金属相似，在回火过程中α相也会发生回复和再结晶。
  板条马氏体的回复过程主要是α相中位错胞和胞内位错线逐渐消失，使晶体的位错密度减少，位错线变得平直。回火温度从400-500度以上时，剩余位错排列成墙，发生多边形化，形成亚晶粒，α相发生明显的回复，此时α相的形态仍然保持板条状。当回火温度超过600度时，α相开始发生再结晶，由板条晶逐渐变成位错密度很低的等轴晶。
  对于片状马氏体，当回火温度高于250度时，马氏体片中的孪晶亚结构开始消失，出现位错网络。回火温度升高到400度以上时，孪晶全部消失，α相发生回复过程。当温度超过600度时，α相发生再结晶过程，使α相晶粒长大，马氏体针状形态消失，形成多边形的铁素体。此时渗碳体也聚集成较大的颗粒。淬火钢在500-650回火得到的这种多边形的铁素体和粗粒状渗碳体的机械混合物叫做回火索氏体。

【作　者】徐祖耀著
【丛书名】
【形态项】 898 ; 20cm
【读秀号】000000004517
【出版项】 科学出版社 , 1999
【ISBN号】 7-03-006748-7 / TG151.2
【原书定价】 ￥58 网上购买
【主题词】马氏体转变 马氏体合金
【参考文献格式】徐祖耀著. 马氏体相变与马氏体. 科学出版社, 1999.
【链接】http://book.lrbook.com/book/000/000/004/517/FFC15637DD4FFBF6EEA528AECEB6AB1E.htm

[ 本帖最后由 fdwh 于 2009-3-30 16:34 编辑 ]

fang19703393

一，马氏体在回火时一部分碳产生偏聚随温度降低一部分碳从马氏体中析出
二，一部分碳在加热时没溶入奥氏体
三，一部分碳与合金无素形成稳定碳化物

风来疏竹

根据材料的不同和溶解度不同，因为过饱和，不稳定，为了达到某种平衡，首先是碳从中析出，这时析出来的碳当然要找能够停留的地方了，于是乎，部分溶入奥氏体，部分与其他元素形成稳定碳化物。话比较粗，也许看者直观疑点吧。个人观点。

风来疏竹

我看过这本书

fang19732293

马氏体转变是在低温度通过晶格切变产生的，而马氏体又是C在a-Fe的过饱的，通过回火150--200度渗碳体的集聚和球化

fangpingguo

马氏体的碳原子偏聚在位错线附近的间隙位置

stanlyous

原帖由 CL60 于 2007-4-17 11:44 发表
具体的很微观，热处理书上也说得比较多。我就想问一个问题：
淬火马氏体通过高温回火是否可变为索氏体或珠光体？高温回火到什么程度马氏体位相在金湘显微镜下已经消失？
谢谢，大家能否指点

非常惊讶你有这样的问题

nofail

在淬火过程中，奥氏体向马氏体相变是一个无扩散相变，马氏体组织是非平衡组织，在高温加热的过程中，随着碳原子的扩散等，会向平衡组织转变，即转变为回火索氏体或回火屈氏体，呵呵，个人的理解！

风来疏竹

还是要有位向的，保留马氏体位向，究竟的西山走向还是别的走向，再做进一步分析就知道了

孤鸿踏雪

x射线分析及电子显微观察表明：淬火合金钢回火时，随回火温度的升高，碳化物的形成过程中，有一个由合金渗碳体转变为合金碳化物的过程，这一过程是一个二次过程，它是碳素钢回火时所没有的。
   合金碳化物的转变过程也是一个扩散过程，即在马氏体分解析出ε-碳化物基础上，通过Fe、C、合金元素原子的扩散形成合金渗碳体，进而转变为合金碳化物。而这一转变过程可以有两种方式：其一，是在合金渗碳体与铁素体之间的相界上，形成合金碳化物晶核，并依靠合金渗碳体的消耗而长大；其二，是合金碳化物直接由铁素体基体析出，依靠合金渗碳体不断溶入基体中而长大。后者将使合金碳化物处于高度弥散状态，很难聚集长大，因为这需要碳和合金元素的原子做长距离的扩散才能实现。
   对于铬钢、钼钢和钒钢合金碳化物转变过程进一步研究发现：根据合金元素种类、含量的不同，最初形成的合金碳化物，还会随回火温度的提高转变为第二种、第三种类型的碳化物。如：
   Cr钢：（Fe,Cr）3C→（Cr,Fe）3C＋（Cr,Fe）7C3→（Cr,Fe）7C3→（Cr,Fe）7C3＋（Cr,Fe）23C6→（Cr,Fe）23C6；
   Mo钢：（Fe,Mo）3C→（Fe,Mo）3C＋Mo2C→Mo2C→Mo2C＋（Mo,Fe）6C→（Mo,Fe）6C；
   V钢：（Fe,V）3C→（Fe,V）3C＋V4C3→V4C3→V4C3＋（V,Fe）6C→（V,Fe）6C
       而且，对某种类型的合金碳化物来说，合金元素含量愈高，则出现这种合金碳化物的回火温度愈低。例如：对Cr钢而言，当含铬量为3.6％时，580℃回火时出现Cr7C3，而当含铬量为6.7％时，450℃回火时便出现Cr7C3。
   综上所述，1.含有合金元素的马氏体，在回火时析出碳化物，也是先形成ε-碳化物，然后才转变为渗碳体，这个过程大致在400℃左右完成，因而在400℃以下合金元素在碳化物中的含量与马氏体中的含量相当。而高于400℃时，则发生碳化物形成元素向碳化物中富集，非碳化物形成元素向α相中富集的情况；2.在含大量碳化物形成元素的钢中，特殊合金碳化物的形成也是一个二次过程，先形成合金渗碳体，然后，当其中合金含量达一定浓度时，才形成合金碳化物；3.在400℃以下回火时，碳化物呈片状，极细小；而在400℃以上回火则是球状，逐步增大。4.在650℃回火时，上述三种钢中的碳化物分别为Cr7C3、Mo2C、VC，Mo2C及VC两种碳化物明显引起二次硬化，Cr7C3则不产生二次硬化。

FANGASD119

马氏体中碳化物是回火过程中析出的

孤鸿踏雪

淬火钢件在回火加热过程中，随加热温度的升高和加热时间的延长，其表观虽无显著变化，但其内部结构却发生了一系列极其复杂的变化。为了便于分析研究，常按其组织转变特征划分为四个阶段，但这种划分只是为了分析问题的方便，而并非绝对。事实上，在整个回火过程中，由于其内部组织结构的变化是连续不断及前后交错进行的，且由于钢种不同、其合金化原理也不同，从而使其出现同类组织的温度和分界点也是错综复杂的，无法截然分开。例如，一般文献将回火四阶段分为：1.150℃以下的马氏体分解；2.200~300℃范围残余奥氏体的转变（其实这种转变可持续至500~600℃，合金工具钢则可持续到700℃以上）；3.250~400℃范围回火马氏体中的碳化物及残余奥氏体转变为下贝氏体中的碳化物发生ε（Fe2.4C）→χ（Fe5C2）→θ（Fe3C）等一系列变化；4.α相的回复、再结晶及碳化物聚集球化等，600℃以上，渗碳体聚集球化过程是按小颗粒溶解、大颗粒长大的胶态平衡规律进行，且往往有限溶解晶内碳化物，而在晶界析出。
   值得强调的是：以上四阶段主要是基于碳素钢的回火而划分的。我最近看了一篇翻译文章，一个日本人将回火划分为如下四阶段：1.200℃左右，0.25％C以下的钢，几乎无变化，0.25％C以上的钢，降低硬度的同时，析出ε碳化物（Fe2.4C），200℃以上，析出Fe3C，这一阶段基本上无合金元素的影响；2.150~316℃范围，残奥分界。高合金工具钢是由于Mf点下降所致，低合金工具钢则几乎无显著分解，260℃为回火脆小区，应避开260℃回火；3.260~480℃范围，低合金工具钢Fe3C析出、聚集，硬度降低，高合金工具钢由于碳化物固溶，显示了抗软化作用；4.480~704℃范围，高合金工具钢500~550℃左右二次析出合金碳化物，使硬度上升但韧性急剧下降，故热加工工具钢一般采用二次析出硬化温度高20~50℃的温度回火，以便利用其较高的硬度与恢复的韧度。
   显然，这位日本学者是考虑了合金元素在钢中的作用而划分的。

baiyu

300-400℃过饱和固溶体中析出的碳化物转变为颗粒状的渗碳体(Fe3C).当温度达到400℃时,α固溶体中过饱和的碳已基本完全析出,α-Fe晶格恢复正常,由过饱和固溶体转变为铁素体.钢的内应力基本清除.400℃以上渗碳体的聚集长大,在第三阶段结束时,钢内形成了细粒状渗碳体均匀分布在铁素体基体上的两相混合物,随着回火温度的升高,渗碳体颗粒不断聚集而长大.根据混合物中渗碳体颗粒大小,可将回火组织分为二种:400-500℃内形成的组织,渗碳体颗粒很细小,称为回火屈氏体.温度升高到500-600℃时,得到细小的粒状渗碳体和铁素体的机械混合物,称为回火索氏体.

[ 本帖最后由 baiyu 于 2009-7-19 10:38 编辑 ]

TYT0861

请问：整体浇注盐炉用什么材料？收缩开裂怎样解决？

smith168

温度、冷却速度是关键

sm10000

向大家多学习学习

dust661

马氏体应该是120度的吧，索氏体没有明显的位相

wqf1981

找本教科书看下，应该会比较详细