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合金元素对不锈钢复合板残余奥氏体转变的影响

阿斯米合金  2020-11-11 15:09:30  4569
内容摘要:对碳钢和低合金钢,当回火温度达到200°C以上时,会发生残余奥氏体的分解。一般认为,残余奥氏体在Ms点以上温度分解时,其转变特点基本遵循过冷奥氏体恒温转变的规律 ,即残余奧氏体分解时的“C”曲线与过冷...

对碳钢和低合金钢,当回火温度达到200°C以上时,会发生残余奥氏体的分解。一般认为,残余奥氏体在Ms点以上温度分解时,其转变特点基本遵循过冷奥氏体恒温转变的规律 ,即残余奧氏体分解时的“C”曲线与过冷奥氏体分解的曲线相似。只是残余奧氏体中 具有比较大的内应力和缺陷,处于更为不稳定的状态,所以残余奥氏体较容易发生分解,其 “C”曲线较为靠左移些,但仍然是转变不完全的。金属复合板


在不同的温度区域产生不同的残余奧氏体转变,无论在珠光体或是见氏体转变区间,残余奧氏体转变的孕育期较短,但都转变不完全。含碳化物形成元素的高合金钢中同样存在残 余奧氏体的中温稳定区。高合金钢在500〜600^这个温度范围回火后,如果在加热过程中 不分解,则在冷却时发生残余奥氏体向马氏体的转变,又称为“二次淬火”。


1.4. 3. 3合金元素对不锈钢复合板碳化物析出的影响

随回火温度的提高,合金元素将发生明显的扩散,在碳化物和铁素体a之间进行重新分配。—般情况下,碳化物彤成元素将向碳化物中富集形成合金渗碳体,面非碳化物彤成元素 将离开渗碳体D其组织变化程度取决于合金元素和C的扩散程度各元素明显开始扩散的。


在整个碳化物析出与转变过程中,主要变化如下:


(1)碳化物聚集长大碳钢中马氏体在低温回火时分解析出的e-F^C,不锈钢复合板一般在2601以 上开始溶解,并析出Fe3Ce Si和A较强烈地推迟这一转变,Cr也有较弱的延缓作用。渗碳 体M3C型聚集校大温度为350-400^ ;其他类型碳化物的长大温度一般为450〜600X:. Si和强碳化物彤成元素有很好的阻碍作用。


C2)碳化物成分变化和类型转变强碳化物形成元素不断取代Fe原子,当达到一定量时碳化物类型发生转变,生成更稳定的碳化物9碳化物类型转变顺序为(不是所有的合金钢 都有如下转变的):
碳化物转变 e-Fe,C —^Fe3C—M3C —+亚稳特殊K■—"特殊K

温度 T/V <150 150〜400 400—500 >500

钢中能否形成特殊碳化物,首先取决于合金元素的性质、Nm/Nc比值〗其次是回火温 度和时间。例如,Cr量超过渗碳体M3C型中最大固溶度20%时,M3C型会转变为复合特 殊碳化物(Cr,Fe)7C3


金属复合板


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(3)特殊碳化物的形成在含强碳化物形成元素比较多的钢中,特别是这些元素与碳的 比例(Mm/Nc)比较髙时,在回火过程中将析出特殊碳化物。析出特殊碳化物主要有两种 途径,即所谓的原位析山和异位析出。


① 原位析出,原位析出是指在回火过程中合金渗碳体原位转变成特殊碳化物.碳化物 形成元素向渗碳体富集,当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时,合金渗碳体就在原位转 变成特殊碳化物。铬钢的碳化物转变就属于这种类型。中铬钢淬火和回火出现(Cr,FehC型特殊碳化物,它是由合金渗碳体(Fe,Cr),:C因铬的富集而在原位转变而成。髙铬钢中 回火时可出现(Cr,Fe)£3Q型特殊碳化物,它也可由(Cr,Fe)7C3原位转变而来,由于原 来合金渗碳体颗粒较粗大,原位转变成的(Cr,Fe)23C6! (Cr,Fe)7C3也具有较粗大的 尺寸s


② 异位析出。异位析出是指直接由a相中析出特殊碳化物。在含强碳化物形成元素的 钢中,回火时碳化物转变的另一种机制是直接从过饱和a相中析出特殊碳化物,同时也往往 伴有渗碳体的溶解属于这一类的元素有钒、铌、钛等D如0,3% (质量,下同)C、2.1% V的钢在淬火和回火时,低于500°C时,钒仍固溶于马氏体,强烈阻碍了马氏体的分解,只 有40%的碳以渗碳体析出,大部分碳仍保留在马氏体基体中;当髙于500t时,能直接从马 氏体幕体0相中析出VC。VC形核的有利位置是位错。VC的形状呈>片状,约lrnn厚, 与基体保持共格。VC不断析出,同时渗碳体逐渐溶解,直到700C,VC全部析出,渗碳 体全部溶解。


含钨和钼的钢中,转变过程为:既有特殊碳化物从a相中直接析出,又有合金元素向渗 碳体M3C中富集,并在原位转变成特殊碳化物。回火温度高于500T;时,钨和钼向M3C中 富集,在原位转变成MC型碳化物,并且也直接从a相基体中析出型碳化物。在含 4%〜6%钨和钼的钢中,特殊碳化物析出顺序为:M3C-M£C^M6Cff在低钨和钼的钢中, 渗碳体和特殊碳化物共存,MsC型碳化物优先析出于位错并和基体保持共格。在长时间回 火后,M2C型碳化物转变成MC型特殊碳化物


直接从《相中析出的特殊碳化物如VC、MoC, 等与基体形成共格,不易聚集长大有强的二次硬化效应.不同碳化物所引起的二次硬化效果有所不同,马氏体分解后的《相有很髙的位错密度。不锈钢复合板在碳钢中a相高于400t就开始回复过程, SOOt:以上开始再结晶过程。镍对碳钢中a相的再结晶没有影响,硅和锰稍提髙再结晶温度, 钻、钼、钨、钒等元素都显著提高《相的再结晶温度。钴主要是增加固溶体的原子间结合 力,阻碍扩散过程,2%Co可使^相的再结晶温度提髙到630C。钨、钼、铬通过增加固溶 体中原子间结合力和特殊碳化物钉扎位错的作用提高再结晶温度.〜2%的钨、钼、铬可 将再结晶温度提髙到650t左右。钒主要通过VC钉扎位错起作用,在0.1%C、0.5%V的 钢中》a相的再结晶在600eC需保温50h才开始,在700C回火需20h才能完成。


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