鋼(gang)加熱(re)奧氏體化后,以(yi)一定(ding)的(de)(de)速度冷卻下來,獲得期望(wang)的(de)(de)組織(zhi)和(he)性(xing)能,這是(shi)(shi)鋼(gang)熱(re)處理的(de)(de)主要目的(de)(de)。因此,鋼(gang)自高溫奧氏體狀(zhuang)態的(de)(de)冷卻過程是(shi)(shi)鋼(gang)熱(re)處理的(de)(de)又一個(ge)重(zhong)要過程。


 鋼自(zi)高溫(wen)奧氏體(ti)狀態(tai)冷卻過程(cheng)中將發生(sheng)奧氏體(ti)的(de)組織(zhi)轉(zhuan)變。不(bu)同(tong)的(de)冷卻速度可以獲得不(bu)同(tong)的(de)轉(zhuan)變產物及不(bu)同(tong)的(de)性(xing)能。


 到目前為止,一般的(de)(de)觀點是認為鋼在冷卻時(shi),依冷卻速度不同,可以發(fa)生三種類型的(de)(de)組織轉(zhuan)變(bian)(bian),即(ji)珠(zhu)光體(ti)型轉(zhuan)變(bian)(bian)、貝氏(shi)體(ti)型轉(zhuan)變(bian)(bian)和馬氏(shi)體(ti)型轉(zhuan)變(bian)(bian)。



一、珠光(guang)體型轉(zhuan)變


  具有共析成分的高溫奧氏體,在A1溫度以下恒溫轉變時,以共析轉變的方式轉變成珠光體。珠光體的轉變也有一個形核和長大的過程。由于在高溫奧氏體中,碳及合金元素成分基本上是均勻的,而共析轉變成的珠光體是低碳的鐵素體和高碳的滲碳體的混合物,可見在這個轉變過程中,發生了碳的擴散和鐵原子的點陣改組過程(由面心立方晶格的γ相改組成體心立方晶格的a相)。當然,對于亞共析鋼或過共析鋼,除珠光體轉變外,還有先共析鐵素體或先共析滲碳體的析出過程。


 在馬氏體不銹鋼中,鉻元素對奧氏體向珠光體的轉變也會產生影響。這種影響主要體現在以下幾個方面。


1. 如同(tong)在(zai)加熱轉變時(shi)一樣,鉻(ge)會減緩碳的擴散(san)作用(yong)。


 2. 鉻的(de)(de)存在增加(jia)了原(yuan)子間(jian)的(de)(de)結合力而降低了鐵原(yuan)子的(de)(de)潔動能(neng)力,使鐵原(yuan)子的(de)(de)自擴散(san)變(bian)慢。


 3. 鉻是(shi)強碳化(hua)物(wu)形成(cheng)元(yuan)素,所以,在珠(zhu)光體形成(cheng)過程(cheng)中,還有鉻本身(shen)的擴(kuo)散過程(cheng),鉻本身(shen)的擴(kuo)散是(shi)緩慢的。


 所以,馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)發生珠光體轉(zhuan)變(bian)時,由于(yu)(yu)鉻的(de)存在,使這個轉(zhuan)變(bian)變(bian)得困難了(le),或者說(shuo),馬(ma)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)高(gao)溫奧氏體顯得穩定了(le)。以至于(yu)(yu)在實際(ji)熱處理時,即便(bian)較慢的(de)冷(leng)卻速度冷(leng)卻,也不(bu)會(hui)像碳鋼(gang)那樣容易(yi)發生珠光體轉(zhuan)變(bian)。結果使奧氏體能保留到較低的(de)溫度。


 鉻的加入對馬氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)冷卻(que)轉(zhuan)變(bian)的另一(yi)個(ge)(ge)影(ying)響(xiang)是(shi)(shi)對奧氏體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)圖(tu)(tu)形狀的改變(bian),主要(yao)體(ti)(ti)現在兩個(ge)(ge)方面。一(yi)是(shi)(shi)使珠光體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)區(qu)(qu)和(he)中溫轉(zhuan)變(bian)區(qu)(qu)(貝氏體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)區(qu)(qu))分離;二是(shi)(shi)使轉(zhuan)變(bian)圖(tu)(tu)右(you)移,這是(shi)(shi)奧氏體(ti)(ti)穩定的一(yi)個(ge)(ge)表現。圖(tu)(tu)4-9是(shi)(shi)3Cr13鋼(gang)等(deng)溫轉(zhuan)變(bian)曲線(xian)圖(tu)(tu)。


圖 9.jpg


 當然,圖4-9所示曲線圖還應考慮其(qi)他(ta)一些合金元素(su)的影(ying)響效果。


  關于(yu)(yu)珠(zhu)(zhu)光(guang)體強(qiang)(qiang)度(du),許多研究(jiu)結(jie)果(guo)表明,珠(zhu)(zhu)光(guang)體的強(qiang)(qiang)度(du)主要決定于(yu)(yu)片間(jian)(jian)距(ju),片間(jian)(jian)距(ju)越小強(qiang)(qiang)度(du)越高。而(er)片間(jian)(jian)距(ju)又主要取決于(yu)(yu)珠(zhu)(zhu)光(guang)體的轉(zhuan)變(bian)(bian)溫(wen)度(du),轉(zhuan)變(bian)(bian)溫(wen)度(du)越低則片間(jian)(jian)距(ju)越小。鉻元素的加入提高了(le)共(gong)析溫(wen)度(du),實際(ji)上增加了(le)給定等溫(wen)溫(wen)度(du)下的過(guo)冷度(du),即增加了(le)相變(bian)(bian)驅動力(li),使片間(jian)(jian)距(ju)變(bian)(bian)小。從這一理(li)論來說,馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)轉(zhuan)變(bian)(bian)的珠(zhu)(zhu)光(guang)體片間(jian)(jian)距(ju)應較小,故珠(zhu)(zhu)光(guang)體強(qiang)(qiang)度(du)會(hui)有所(suo)提高。



二、貝氏體(ti)轉變(bian)(中溫轉變(bian))


 根據鋼的(de)熱處理(li)(li)原理(li)(li),高溫奧氏(shi)(shi)(shi)體過冷到(dao)中溫轉變(bian)(bian)區(一般在(zai)550~200℃,依鋼成(cheng)分不(bu)同(tong)而異),會發(fa)生中溫轉變(bian)(bian),也(ye)叫(jiao)貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體轉變(bian)(bian)。依轉變(bian)(bian)溫度(du)的(de)不(bu)同(tong),形(xing)(xing)成(cheng)的(de)轉變(bian)(bian)產物(wu)的(de)形(xing)(xing)態也(ye)不(bu)同(tong)。在(zai)中溫轉變(bian)(bian)上部溫度(du)區形(xing)(xing)成(cheng)的(de)叫(jiao)上貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體呈(cheng)束條狀,在(zai)下部溫度(du)區形(xing)(xing)成(cheng)的(de)叫(jiao)下貝(bei)氏(shi)(shi)(shi)體呈(cheng)針狀。由于組(zu)織(zhi)形(xing)(xing)態不(bu)同(tong),在(zai)性能上也(ye)有(you)差(cha)異。


 對于奧氏(shi)體的中(zhong)溫轉變,一般認為有(you)以下特點。


 1. 中溫轉(zhuan)變開始(shi)前(qian),奧氏體中的碳(tan)和合(he)金元素(su)已發生了不均勻的分布,在含碳(tan)較低的具有合(he)適(shi)合(he)金元素(su)濃度的區域,會形(xing)成(cheng)α鐵晶核,一部分還會長大(da)。


 2. γ→α的轉變是按馬氏體轉變方式進行(xing)的,發生鐵(tie)原子(zi)的點陣改組,每個鐵(tie)原子(zi)只能進行(xing)較(jiao)小的位(wei)移,而不能進行(xing)擴散。


 3. 在y→α轉(zhuan)變(bian)(bian)的(de)同時,碳的(de)活動方式是有的(de)通過相界面自y相向α相擴(kuo)散,也(ye)有的(de)在α相內沉(chen)淀為碳化(hua)物。而合金元素本身在轉(zhuan)變(bian)(bian)過程(cheng)中沒有擴(kuo)散。


 鉻元素在貝氏體(ti)轉變(bian)過(guo)程中,不會(hui)發(fa)揮像(xiang)在珠(zhu)光(guang)體(ti)轉變(bian)中的(de)那些作用,只能對中溫轉變(bian)中碳的(de)擴(kuo)散產生一(yi)定的(de)阻(zu)礙(ai)作用,使貝氏體(ti)形成(cheng)速度減緩。


 合金元素對(dui)貝氏體性能(neng)的(de)影(ying)響,概括如下:


  1. 上(shang)貝(bei)氏(shi)體的(de)(de)強(qiang)度和韌性(xing)主要決定于(yu)鐵(tie)素體條片的(de)(de)平(ping)均寬度和碳化物的(de)(de)大小、分布、性(xing)質。由于(yu)上(shang)貝(bei)氏(shi)體中的(de)(de)鐵(tie)素體固溶碳量不多,位錯密(mi)度較小,因(yin)此,碳的(de)(de)固溶強(qiang)化和位錯強(qiang)化作用(yong)不明顯。


  2. 下(xia)貝氏(shi)體的(de)(de)強度(du)、韌性(xing)主要取決于(yu)碳(tan)化物的(de)(de)數量、分散度(du)和(he)位錯密度(du),因此,下(xia)貝氏(shi)體具(ju)有較好的(de)(de)強度(du)、塑韌性(xing)。雖(sui)然下(xia)貝氏(shi)體內鐵素體固溶碳(tan)量有所變化,但下(xia)貝氏(shi)體的(de)(de)強度(du)并(bing)不主要決定(ding)于(yu)碳(tan)的(de)(de)固溶強化。


 因此,可認(ren)為,形成碳(tan)化(hua)物(wu)的元素鉻在貝氏體(ti)(ti)中,應(ying)是通過(guo)對(dui)碳(tan)化(hua)物(wu)影響來體(ti)(ti)現對(dui)其(qi)性能的作用。



三(san)、馬氏體(ti)轉變


 對于馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼,通過(guo)淬(cui)火獲得(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti),再經過(guo)回火獲得(de)回火馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(低溫回火)或索氏(shi)體(ti)(高溫回火),并獲得(de)要求的性能。所(suo)以,馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼熱處理的淬(cui)火,即(ji)奧氏(shi)體(ti)向馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)的轉(zhuan)變更具有重要意(yi)義。


  如前(qian)所述(shu),馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼由于鉻等合金元(yuan)素(su)的作(zuo)用(yong),使(shi)奧氏(shi)體(ti)更穩定了(le),不(bu)易發(fa)生向(xiang)珠光體(ti)和貝氏(shi)體(ti)的轉變(bian),這就(jiu)為其獲得(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)組織提供了(le)有利條件。


  要(yao)得到(dao)(dao)淬火馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti),必須以(yi)大于臨界冷(leng)(leng)卻(que)(que)速度的冷(leng)(leng)卻(que)(que)方式冷(leng)(leng)卻(que)(que)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti),冷(leng)(leng)卻(que)(que)到(dao)(dao)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)開始溫(wen)(wen)(wen)度(Ms)以(yi)下(xia)。馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)是在不斷冷(leng)(leng)卻(que)(que)過(guo)程(cheng)中進行的。溫(wen)(wen)(wen)度下(xia)降停止(zhi),則馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)停滯(zhi)、終(zhong)止(zhi),并且冷(leng)(leng)卻(que)(que)到(dao)(dao)室溫(wen)(wen)(wen)以(yi)下(xia),有的甚至冷(leng)(leng)卻(que)(que)到(dao)(dao)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)終(zhong)止(zhi)溫(wen)(wen)(wen)度(Mf),還會有未轉(zhuan)變(bian)的奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)保持下(xia)來,這部分奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)被(bei)稱為(wei)殘留奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)。


 1. 馬氏體轉變特點


 奧(ao)氏體(ti)向馬氏體(ti)的轉變與向珠光體(ti)轉變和向貝氏體(ti)轉變是(shi)不同的。馬氏體(ti)轉變主要有以下特(te)點(dian)。


 ①. 馬氏體轉(zhuan)變時,與母相(xiang)奧氏體保持共格關系(xi),在磨光(guang)的表(biao)面(mian)上有浮凸(tu)現象。


 ②. 馬氏體和(he)母相(xiang)奧氏體間存在(zai)嚴格(ge)的(de)結晶學關系,兩相(xiang)間存在(zai)位向關系。


 ③. 馬氏體總是沿著母(mu)相奧(ao)氏體中一定(ding)的面形成,常稱(cheng)慣習面。


 ④. 馬氏體形成之(zhi)后(hou),原奧氏體中的碳原子會自然進入馬氏體的間隙位置中。


 ⑤. 馬(ma)氏體相變獲(huo)得的體心立方晶(jing)格是在切變過(guo)程中形成的,這種(zhong)切變可能是滑移或孿晶(jing),同時在馬(ma)氏體內部留下晶(jing)體缺陷(亞結構)。


 ⑥. 奧氏體向馬氏體的(de)轉變(bian)是非(fei)擴散性的(de),不發生元素濃度變(bian)化。


 ⑦. 馬氏體(ti)轉變(bian)只有在轉變(bian)溫度低(di)于鋼中新(xin)舊(jiu)兩(liang)相(xiang)(α相(xiang)和γ相(xiang))自(zi)由能相(xiang)等的(de)臨界(jie)溫度時,才會存在“無擴散相(xiang)變(bian)驅動力”,促進馬氏體(ti)形(xing)成,溫度越(yue)(yue)低(di),這個驅動力越(yue)(yue)大,馬氏體(ti)轉變(bian)越(yue)(yue)容(rong)易(yi)進行。


 ⑧. 生成的馬氏體不能越(yue)過母相奧氏體的晶(jing)界。


 ⑨. 合金元素對馬(ma)氏體(ti)相變點有(you)不同的影響(xiang),如(ru)鉻(ge)、鉬、鎳等使Ms 點下降,鈷、鋁等使M、點上升。見圖(tu)4-10。當然,也有(you)的學(xue)者對馬(ma)氏體(ti)轉變有(you)不同見解,對馬(ma)氏體(ti)無擴散(san)性轉變提(ti)出質疑。


圖 10.jpg



 2. 馬氏體形(xing)態、亞(ya)結構和強韌度(du)


  在鋼(gang)的使用中,要求(qiu)強韌性時,應(ying)獲(huo)得的最基本、最主要的組織就是馬氏(shi)體(ti)。鋼(gang)的強韌性與馬氏(shi)體(ti)的形態(tai),內部(bu)顯(xian)微組織及(ji)亞結構有關。


  ①. 馬(ma)氏(shi)體的形態(tai)是指馬(ma)氏(shi)體基(ji)本單元晶體的幾何外形


   根據研(yan)究,有的(de)學(xue)者將馬(ma)(ma)氏(shi)體形態分成(cheng)五類(lei):即板(ban)條狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)體、針狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)體、蝴蝶狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)體、薄板(ban)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)體、e'馬(ma)(ma)氏(shi)體。對于馬(ma)(ma)氏(shi)體不銹鋼(gang)來說,最常(chang)見(jian)的(de)是前兩類(lei),即板(ban)條狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)體和針狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)體。


   板(ban)條狀馬氏(shi)(shi)體(ti)(有的稱塊狀馬氏(shi)(shi)體(ti))單元(yuan)晶(jing)(jing)體(ti)的立體(ti)外(wai)形是長條狀,利用透射(she)電(dian)鏡(jing)及電(dian)子衍射(she)技術分(fen)析時,可見(jian)一(yi)條狀馬氏(shi)(shi)體(ti)單元(yuan),實際上是由許多(duo)更為細小的板(ban)條晶(jing)(jing)大致(zhi)上按(an)同一(yi)方位排(pai)列而成的。這種(zhong)板(ban)條晶(jing)(jing)體(ti)在(zai)一(yi)般光學顯微鏡(jing)下(xia)看不(bu)出來。板(ban)條狀馬氏(shi)(shi)體(ti)常(chang)出現在(zai)含碳量(liang)較低的碳鋼(gang)、合金鋼(gang)、馬氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中。


   針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(有的(de)稱透(tou)鏡狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)、片狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti))的(de)單(dan)元晶體(ti)(ti)的(de)立體(ti)(ti)外形是(shi)透(tou)鏡狀(zhuang)(zhuang)(zhuang),是(shi)以單(dan)個馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)晶體(ti)(ti)形式出(chu)現(xian)的(de),在顯(xian)微鏡下呈多向分(fen)布。在實用鋼(gang)中,針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)一般都很(hen)細,在光學顯(xian)微鏡下不具(ju)有明顯(xian)的(de)組織特(te)征。針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)多出(chu)現(xian)在碳量較高的(de)碳鋼(gang)、合金鋼(gang)、馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)中。


 ②. 馬(ma)氏體的(de)亞結構實質是指馬(ma)氏體內存(cun)在的(de)晶體缺(que)陷(xian)


   在電子顯(xian)微鏡(jing)下觀察,板(ban)條(tiao)狀(zhuang)馬氏體(ti)(ti)內(nei)部存在的(de)(de)缺陷是以(yi)高(gao)密度(du)的(de)(de)位錯為(wei)主,用電鏡(jing)測定位錯密度(du)為(wei)0.3x1012/c㎡~0.9x102/c㎡;晶體(ti)(ti)內(nei)大(da)都是密度(du)很高(gao)的(de)(de)位錯線。所(suo)以(yi),習(xi)慣上稱板(ban)條(tiao)狀(zhuang)馬氏體(ti)(ti)叫(jiao)位錯馬氏體(ti)(ti)。


  針狀(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)內部存在的(de)(de)缺陷以(yi)孿晶為(wei)主,在電子顯(xian)微鏡下(xia)顯(xian)示出其(qi)亞結構為(wei)細(xi)的(de)(de)李晶(寬距(ju)約為(wei)5nm).所以(yi),也(ye)有的(de)(de)稱針狀(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)為(wei)李晶馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)。


   應該(gai)指出,馬氏體(ti)的(de)亞結(jie)構(gou)很復雜,已發現,板(ban)條狀馬氏體(ti)內有細的(de)李晶存(cun)在(zai)(zai),在(zai)(zai)針狀馬氏體(ti)內也有高密(mi)度(du)的(de)位錯。


  ③. 馬氏體(ti)的強韌性(xing)


  關于馬氏體的(de)強韌性及其(qi)影響因素等問(wen)題(ti),是許多學(xue)者關注和(he)著力(li)研究的(de)課題(ti)。這(zhe)是一個復(fu)雜的(de)問(wen)題(ti),要完整地說明其(qi)本(ben)質和(he)區分各(ge)種因素的(de)作用(yong)仍然(ran)是困難的(de),而且各(ge)學(xue)派還存在一些不(bu)同的(de)觀點。


   a. 馬(ma)氏體的強度(du)


   較早期(qi)的(de)一些研究認(ren)為:碳(tan)(tan)及(ji)合金(jin)元素(su)的(de)固溶作用是(shi)強(qiang)化(hua)馬氏(shi)體(ti)的(de)原因。特(te)別(bie)是(shi)馬氏(shi)體(ti)的(de)硬(ying)度和(he)強(qiang)度的(de)提(ti)高(gao)與(yu)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)的(de)增加(jia)(jia)成正比。似乎說明碳(tan)(tan)的(de)固溶強(qiang)化(hua)是(shi)馬氏(shi)體(ti)化(hua)的(de)主要原因。碳(tan)(tan)作為溶質(zhi)原子嵌入α-Fe晶格的(de)八(ba)面(mian)體(ti)間(jian)謝(xie)中,使晶格產生(sheng)畸變(bian),造成強(qiang)硬(ying)化(hua)效應。近期(qi)的(de)一些研究結果(guo)表明,馬氏(shi)體(ti)強(qiang)度隨碳(tan)(tan)含(han)量(liang)(liang)增加(jia)(jia)而提(ti)高(gao)是(shi)因為碳(tan)(tan)提(ti)高(gao)馬氏(shi)體(ti)相變(bian)時的(de)位錯密度的(de)結果(guo)。位錯密度越高(gao),金(jin)屬抵抗塑性變(bian)形(xing)的(de)能力就越大。


   馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)強度(du)還(huan)與原始奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)晶粒(li)大小(xiao)有關。如果原始奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)晶粒(li)細小(xiao),則(ze)轉變成的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)領域及馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)片也細小(xiao),更(geng)多的(de)界面阻礙了晶粒(li)受(shou)力時(shi)滑(hua)移帶(dai)的(de)運動(dong)。還(huan)有的(de)解(jie)釋說原始奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)晶粒(li)小(xiao),在馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)相變時(shi),會提高位(wei)錯密度(du)而使馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)強度(du)增加。


  綜上(shang)觀點(dian),可總結(jie)為:淬(cui)火馬(ma)氏體的高強(qiang)度(du)是碳和合金(jin)元素(su)固溶強(qiang)化、馬(ma)氏體條片(pian)周界及馬(ma)氏體內(nei)位錯密(mi)度(du)的綜合貢獻結(jie)果。


  b. 馬氏(shi)體的韌性


   馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing)與含碳(tan)量(liang)有(you)關(guan),低碳(tan)(C≤0.4%)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)具有(you)較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing),隨著含碳(tan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增加,韌(ren)(ren)性(xing)顯(xian)著下降。韌(ren)(ren)性(xing)與碳(tan)的(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi),本質是碳(tan)對馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)形態和亞(ya)結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)影響結(jie)(jie)果。研(yan)究表(biao)明,馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing)與馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)形態和亞(ya)結(jie)(jie)構有(you)明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)。馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)(de)孿晶(jing)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)比例越大(da)(da),其韌(ren)(ren)性(xing)下降也(ye)越大(da)(da)。


  有(you)試驗證明,在(zai)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)屈(qu)服強(qiang)度(du)下(xia),位(wei)(wei)錯型馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷裂(lie)韌性(xing)比孿(luan)晶(jing)(jing)馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)高得多。在(zai)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)條(tiao)件下(xia),條(tiao)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷裂(lie)制(zhi)性(xing)遠遠高于針狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti),并且,馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)韌性(xing)還隨著板條(tiao)寬度(du)和領域大小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)減(jian)小而增加(jia)。經進(jin)(jin)一步研究和分析認為,馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)錯亞結構可(ke)動性(xing)較孿(luan)晶(jing)(jing)大,由于位(wei)(wei)錯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運動能緩和局部地區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)集中(zhong),延緩裂(lie)紋(wen)(wen)形(xing)核,即使(shi)存有(you)微裂(lie)紋(wen)(wen),也會(hui)削減(jian)裂(lie)紋(wen)(wen)尖的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)峰值(zhi)。這當然(ran)對(dui)馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)韌性(xing)有(you)利。還有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)認為,板條(tiao)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)在(zai)原奧氏體(ti)(ti)(ti)晶(jing)(jing)粒內部排列成束狀(zhuang)(zhuang),說(shuo)明產(chan)(chan)生(sheng)馬(ma)(ma)(ma)民體(ti)(ti)(ti)相變時,晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)間不發生(sheng)相互(hu)撞(zhuang)擊(ji)作用(yong),所以不會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)顯微裂(lie)紋(wen)(wen)。而孿(luan)昌馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)形(xing)態呈片狀(zhuang)(zhuang),馬(ma)(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)相變時,片與片之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)作用(yong)會(hui)促(cu)進(jin)(jin)顯微裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)。


  在探(tan)討馬氏體強(qiang)(qiang)韌性(xing)問題(ti)時,應指(zhi)出:馬氏體的強(qiang)(qiang)韌性(xing)不應孤立(li)地看做是哪一種(zhong)因(yin)素(su)作用的結(jie)果,而與合(he)金成分、固溶強(qiang)(qiang)化(hua)作用、馬氏體形成方式、馬氏體形態及亞結(jie)構等多(duo)種(zhong)因(yin)素(su)都有密切的關聯。


  通過(guo)對奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)向(xiang)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變(bian)(bian)理論及轉變(bian)(bian)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)特性的了(le)解(jie),可(ke)知由于鉻(ge)的存在,馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)在淬火時,由奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)向(xiang)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變(bian)(bian)過(guo)程中(zhong)與碳鋼(gang)相比,具有一(yi)些特殊之處(chu)。


 (1) 鉻(ge)等合金元素的存(cun)在(zai),使奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)穩定性增強,在(zai)冷卻過程(cheng)中不(bu)易(yi)發生珠光體(ti)(ti)轉變(bian)和貝氏(shi)體(ti)(ti)轉變(bian),在(zai)較緩慢的冷卻條件下(xia)(xia),仍(reng)可(ke)發生馬氏(shi)體(ti)(ti)轉變(bian)。所以(yi),馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼在(zai)油冷、風(feng)冷,甚至于(yu)空冷條件下(xia)(xia),均(jun)可(ke)獲得淬(cui)火馬氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)織。


(2) 合金(jin)元素使奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)穩(wen)定化的(de)另一個影(ying)響是,馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)淬(cui)(cui)火后,會存在未(wei)進行轉變(bian)的(de)殘留(liu)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)。這使得馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)淬(cui)(cui)火后,與同等含碳量的(de)碳鋼(gang)相比,淬(cui)(cui)火硬(ying)度略有下降。


(3) 馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)淬透性高(gao)于碳鋼,使(shi)得(de)較大尺寸的(de)(de)(de)零(ling)件(jian)也(ye)能獲得(de)淬火馬(ma)氏體組織,保證大截面零(ling)件(jian)也(ye)能得(de)到(dao)均勻的(de)(de)(de)組織和(he)良好的(de)(de)(de)性能。


(4) 馬(ma)氏體不(bu)銹鋼(gang)中(zhong),因含(han)有較(jiao)多的難(nan)溶合金碳化物(wu),特別是(shi)當(dang)碳含(han)量較(jiao)高時,碳化物(wu)會(hui)保留在(zai)淬火組織中(zhong),可明顯提高材料的硬度和耐磨(mo)性(xing)能。