致jsenchun，反驳及建议

ht1234

逐段之批驳如下


一、 纯铁与碳钢的再认识
     150多年以前，人们对铁有了同素异构、铁碳平衡图的认识，随后就有一场“碳派”与“同素异构派”的硬度大争论，至今为止，硬度产生的原因，虽有各种理论支持，但仍不能使人信服。
事实上对硬度问题，目前学界已有共识，历史争论各有对错。由于钢复杂程度高，不同的钢要用不同条件的理论去研究，人们往往错用理论，并非理论自身之错，目前理论信服程度较高（当然现在的进展已经不是蒋先生当年发展的情况的，有很多新发展）     我们已经知道液态下的晶核呈十字型，这是晶体晶轴的雌性。晶核吸引原子的有序排列原因我还不清楚，只是结果清楚。纯铁缓慢过冷在912°C有同素异构转变，同素异构转变会有结晶潜热现象，这些是研究钢与热处理的原始依据。
奥氏体化温度以上的热处理仅是热处理中较小一分支，典型的例外就是均匀化退火，同素异构无法成为这些理论的共同依据     铁碳平衡图是铁晶体中极少量碳杂质对在一定过冷度下铁晶体结晶干扰的试验记录汇总图事实上此图可以物理化学理论完全推导而出，当然历史上最初的途径必然是做实验。需要指出过冷度与相图关系不大，因为其为动力学概念，而相图是平衡态的，其理想的情况是有无限长时间供相变发生，这和过冷度导致的相变速度不同是有根本性区别的，在此图上我们看到一个突出的问题是：所有碳钢的同素异构转变温度都比纯铁的低，含碳量在共析钢以内这里限定了共析钢以内，不禁要问是否过共析钢就不考虑了呢？，同素异构的转变温度随含碳量的增多而逐步下降。直白一点的话是，杂质越多，转变温度越低；更直接的话是，碳导致同素异构转变温度下降。
     铁晶体有面心立方与体心立方结构，我们已经知道，面心立方结构的间隙是可以容下碳原子而成为奥氏体，体心立方结构的间隙不容碳原子，仅仅是体心立方晶体的局部有缺陷时，几个碳原子乘机加入到相对巨大的晶体局部缺陷处，目前被任命为“铁素体”铁素体是具有alpha相的单相组织，与碳元素的有无无关。碳原子相对碳钢全体体心晶体只有0.008%—0.02%的含量。
     碳对钢有巨大的作用这一点不容置疑，但从以往的实际现象来看，碳对钢有巨大的作用是在钢处于面心立方晶格时才起作用，以往的所有碳钢、合金钢，要使其性能提高，必须在面心立方晶格的结构下才能进行，这是因为碳原子进入面心立方晶体内部发生作用的原因。此与当前钢科学发展矛盾，望蒋先生多关注目前钢的发展若碳原子进入不了晶体内部，那它只能在晶界上成为碳化物。实际已证明碳化物在同素异构转变的前后是不变化的。体心立方晶格结构下只有少量碳原子，其余的碳都以碳化物的形式存在于晶界上，同时我们也知道，碳化物在体心晶格结构下有变化，有不同的金相照片为证，好像碳化物是变化的，实际上那只是碳化物在晶体体积形态变化与晶轴和枝晶成长时的挤压变形与碎裂。
     碳钢同素异构转变为体心立方结构后，结构不再发生变化，只是晶体体积发生变化与晶轴和枝晶发生变化，晶体体积随温度的下降而变小；晶轴和枝晶在过冷度的驱动下成长壮大；碳化物在晶体体积变化与晶轴和枝晶成长的两重作用下，沿晶界变形与碎裂。钢的固态相变不涉及到枝晶形貌的变化发展，事实上冶金后，钢中的枝晶必须全部消除，因为这种形貌的组织严重损害钢的强度和韧性
     材料的性能是由结构决定的，碳钢之所以在退火情况下仍比纯铁硬度高，是因为碳钢的同素异构转变温度比纯铁低，转变后的晶体体积就比纯铁的小，所以硬度就比纯铁高，这是结构因素决定的，决不是碳化物决定的。此处无依据，硬度不是由同素异构转变直接决定的，铜铝合金的马氏体比母相还软可为一证。同样硬度也和晶体体积无关     碳原子相对体心立方晶格的碳钢全体晶体只有0.008%—0.02%的含量。这个含量可能分布在大多数的晶体局部，实际也就是说，大多数晶体的局部都会或多或少地存在缺陷。在实际中其余不足2%的碳以碳化物的形式寄存于晶体的晶界上，它降低碳钢的韧性。碳钢室温下的主要结构是体心立方晶体，性能也是由绝对多数的体心立方晶体决定的。数量多少对性能的贡献多少有一定关系，但这种关系不是决定性的，在钢中尤其如此，这里没有合适的数学理论预测，直接断言碳化物不贡献强度很不妥
     碳的作用象“催化剂”，它的碳原子进入面心立方晶体的内部，阻止晶体的各种变化速度。实际上很多其它合金元素也可以代替碳的作用进入面心立方晶体的内部，阻止晶体的各种变化速度，合金替代碳的作用，还可间接提高与发挥体心立方晶体的潜在性能，这就是当今的各种合金钢。此论严重低估了合金元素在钢中的复杂程度，Fe的晶体结构变化不能解释一切
     如果室温下，体心立方晶体的晶格间隙很大，事实上是bcc的堆垛密度小于fcc，也就是说他的间隙空间更大，此处讨论无依据能容下碳原子与硅原子，也就是乱七八糟的东西都能进入晶体内部，铁就不能成为铁了，就成石头了。这也是体心立方晶体的晶格间隙小，能在室温下成为铁物质的原因。

二、碳钢的热处理
                                                                                                                                    蒋森春



   



对蒋先生活到老学到老之精神深感钦佩，但对其理论不敢表示苟同。
基础理论之为基础不是因其简易、入门，而是因其为一门理论之基石，以此来看当前金属学并无不妥之处，望蒋先生能注重基础知识的学习，切忌以工程概念曲解理论概念。（尤其望指出，c曲线，无论是ttt还是cct曲线均不是一条两条理论的直接导出物，而仅仅是实验的总结图，类似加工窗口图，因为其中蕴含的各种理论知识交叉之高复杂程度，无法做简单的解释，以此为依据探讨金属学，极不妥）

我爱大自然

切忌以工程概念曲解理论概念，尤其望指出，c曲线，无论是ttt还是cct曲线均不是一条两条理论的直接导出物，而仅仅是实验的总结图。这一点我很赞同，从基础理论推导出TTT或者CCT太复杂了。

aaron01

赞同楼主意见，轻易不要怀疑铁碳相图、C曲线等基础实验数据，加深理解才对。

找漏洞

唱歌界的体育健将，体育界的歌唱家
纯铁应该使用哪个来衡量？(C曲线.TTT.CCT)

方弋戈

我很赞同从堆垛密度的角度去分析固溶体 而不仅仅是从BCC的间隙大小去分析能否固溶！

njxwl

实际上c曲线也是有理论支撑的，并得到实际证明的。所以也成为指导热处理的基础

ht1234

njxwl 发表于 2013-6-8 12:48
实际上c曲线也是有理论支撑的，并得到实际证明的。所以也成为指导热处理的基础

额，是的，当然是这样。我的原意是，尽管有理论支持，但对一般的钢材，不太可能从理论角度直接定量推导出c曲线，因为这里面涉及理论过多，复杂程度高，只有简单的情形是有可能的，总体而言，绝大部分c曲线不是人们用理论推导出来的直接产物，尽管其中的原理是理论可以解释的。。。
对于这种高度复杂的曲线，如果直接用它来探讨金属学原理，百年前或可以，但只能得出一些趋势性的定性结论，现代的金属学用c曲线为依据来研究一些基本的金属学理论，是不合适的。

ouerkb1987

或许你可以继续研究。但是在你能自圆其说之前，我还是相信在历史的长河中存在下来的真理。你无需向我们证明什么，对你自己说就可以了
来自：热处理论坛 Windows Phone 8 客户端

沉默处理

帖子先收藏着，等回去再好好拜读一下蒋老前辈的著作，再和楼主学术大牛交流一下心得。

沉默处理

本人原创理论的主要思路是根据“结构决定性能”这一材料原则，铁是晶体物质，研究铁应以晶体结构为主，认为碳的主要作用只是“催化剂”作用，它使纯铁的912℃同素异构转变温度下降，使同素异构转变的过程加长。退火碳钢的硬度是由温度下降的、同素异构转变后的较小晶体结构决定的。淬火钢的硬度是由同素异构转变过程中变形的、较不稳定过渡相与较稳定过渡相决定的，而不是由碳原子，固溶体，碳化物，合金元素的镶嵌决定的。
对这段话，我的理解：作者强调的“结构决定性能”，着重在晶体结构决定了材料的机械性能特别是硬度，并且分别举了两种典型的实例，退火碳钢的硬度主要是由小的晶体结构决定的，淬火钢的硬度是由不稳定相决定的。接着说说我的看法：1、作者颠覆了我们所熟悉的缺陷理论解释的机械性能的学说，认为宏观状态下的硬度只与晶体中的晶体结构有关，这种说法是很新颖，但是作者提出这样的结论的证据是从何而来？1.1、如果这个答案是接下来作者提到的淬火钢的硬度是由同素异构转变的不稳定相决定的这一论据，我个人觉得有点不知所云，困惑在于相是合金，也就是说，铁晶体中是必须有碳或者其他合金元素，如果没有那就不能称之为相。1.2、经典理论中提到的五大强化中，作者否定了形变强化、固溶强化、弥散强化这种魄力实在令人佩服

一、 纯铁与碳钢的再认识
一百多年以前，人们对铁有了同素异构、铁碳平衡图的认识，随后就有一场“碳派”与“同素异构派”的硬度大争论，至今为止，硬度产生的原因，虽有各种理论支持，但仍不能使人信服。不管你信不信，反正我信了
我们已经知道液态下的晶核呈十字型，这是晶体晶轴的雏形。晶核吸引原子的有序排列原因我还不清楚，只是结果清楚。纯铁缓慢过冷在912°C有同素异构转变，同素异构转变会有结晶潜热现象，这些是研究钢与热处理的原始依据。
结晶潜热？结晶？潜热
铁碳平衡图是铁晶体中极少量碳杂质对在一定过冷度下铁晶体结晶干扰的试验记录汇总图，在此图上我们看到一个突出的问题是：所有碳钢的同素异构转变温度都比纯铁的低，含碳量在共析钢以内，同素异构的转变温度随含碳量的增多而逐步下降。直白一点的话是，杂质越多，转变温度越低；更直接的话是，碳导致同素异构转变温度下降。
这段话，我的理解是：作者从一个独特的角度区看待铁碳相图，很是独具匠心，并且认为碳导致了所有的铁的同素异构转变温度的下降。接着我的看法：作者忽略了铁碳相图中的左上角，JHN所包围的区域中δ铁转变成γ铁都大于纯铁的同素异构转变（δ铁--γ铁）温度1394℃。
铁晶体有面心立方与体心立方结构，我们已经知道，面心立方结构的间隙是可以容下碳原子而成为奥氏体，体心立方结构的间隙不容碳原子，仅仅是体心立方晶体的局部有缺陷时，几个碳原子乘机加入到相对巨大的晶体局部缺陷处，目前被任命为“铁素体”。碳原子相对碳钢全部体心晶体只有0.008%—0.02%的含量。
这段话，我的理解是：作者根据面心立方和体心立方的机构特点说明了奥氏体与铁素体的定义，同时证明了碳只有在体心立方存在缺陷时才能进入铁晶体中的结论。我的看法：1、体心立方结构八面体间隙是0.633R铁，这样的条件是允许碳原子进入的；2、我还有一个疑问就是：碳原子作为间隙原子能否进入铁晶体中的铁原子空位呢？这点我不知道还望学术大牛指点
碳对钢有巨大的作用这一点不容置疑，但从以往的实际现象来看，碳对钢有巨大的作用是在钢处于面心立方晶格时才起作用。以往的所有碳钢、合金钢，要使其性能提高，必须在面心立方晶格的结构下才能进行，这是因为碳原子进入面心立方晶体内部才发生作用的原因。若碳原子进入不了晶体内部，那它只能在晶界上成为碳化物。实际已证明碳化物在同素异构转变的前后是不变化的。体心立方晶格结构下只有少量碳原子，其余的碳都以碳化物的形式存在于晶界上，同时我们也知道，碳化物在体心晶格结构下有变化，有不同的金相照片为证，好像碳化物是变化的，实际上那只是碳化物在晶体体积形态变化与晶轴和枝晶成长时的挤压变形与碎裂。
这段话，我的理解是：1、如果碳要在铁基金属中发生作用的首要条件是“要进得去”，“进不去”的碳只能在晶界上形成碳化物。2、作者强调的是碳化物在同素异构转变的过程中是不会发生变化的。我的看法：1、碳进入面心立方晶格中，也就只能对面心立方晶格起作用，也就是碳对γ铁性能有影响。2、碳在γ铁中的最大溶解量是2.11%，钢的定义是含碳量质量百分比介于0.02%至2.04%之间的铁合金，会有“进不去”的碳原子吗？3、“碳化物在铁同素异构转变不会发生变化，实际上那只是碳化物在晶体体积形态变化与晶轴和枝晶成长时的挤压变形与碎裂”这个重要论断，怎么没有相关照片或者数据证明？请教下学术大牛，咱们现在的研究手段能否确定高温γ铁中元素的成分？