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【求助】馬氏體耐熱鋼(高合金)淬火硬度為什么與碳鋼和低合金鋼不一樣(含碳量一樣)
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一般來說，碳鋼或者低合金鋼淬火后得到完全的淬火馬氏體，其硬度取決于含碳量(符合Krass總結(jié)的淬火馬氏體與含碳量的關(guān)系圖)。 在高合金情況下，尤其是馬氏體耐熱鋼，同樣含碳量，同樣條件下得到完全的淬火馬氏體，其硬度卻要比普通碳鋼高出好多。 這是為什么？ 本來想解釋成合金元素提供了這部分硬度，但是碳當(dāng)量公式卻不適用于高合金鋼，如何能夠定量的用合金元素來解釋上面這一現(xiàn)象那？ 有沒有高手給指點(diǎn)一下，多謝！ |
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weldingpeng(金幣+1): 2010-10-17 13:34:30
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對，馬氏體內(nèi)的彌散析出強(qiáng)化確實(shí)可以提高強(qiáng)度，影響硬度。而且就是特有的，我看的少，但鍋爐管的基本上都會有。 彌散析出強(qiáng)化相尺寸應(yīng)該小于幾十個(gè)nm的顆粒，所以TEM因?yàn)榛w的存在很難打出衍射光斑。至于萃取，我目前也正在做相關(guān)的工作，除非大量存在，否則很難萃取出并觀察，目前類似Mo2C等可以萃取出，但更細(xì)的就無能為力了，這需要專業(yè)的化學(xué)人才，采用不同的電解液，或是萃取，或是分離，總之很難。。希望你成功！ |
17樓2010-10-15 19:03:31
26樓2013-07-30 23:20:18
2樓2010-10-13 09:38:45
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3樓2010-10-13 14:31:44
仍然有疑問
|
舉個(gè)例子， 馬氏體耐熱鋼《含10%Cr，0.2%C》，固溶后淬火，得到完全淬火馬氏體，硬度為600HV； 但是，普通碳鋼《0.2%C》，固溶后淬火，得到完全的淬火馬氏體，硬度為500HV。還要說明一下，這些硬度值多次不同位置打點(diǎn)得到的是平均值。 這樣比較一下，不難發(fā)現(xiàn)，馬氏體耐熱鋼得到完全淬火馬氏體的硬度要比普通碳 鋼高出100HV， 我認(rèn)為，這僅僅用合金元素微觀分布差別造成馬氏體微觀含碳量差別，進(jìn)而造成這100HV差別來解釋，使有些牽強(qiáng)的。 那么，用碳當(dāng)量公式時(shí)，發(fā)現(xiàn)該公式只適用于低合金鋼，對于馬氏體耐熱鋼，得到的結(jié)果是碳當(dāng)量2.5%〉〉0.2%， 所以無法解釋。 這種情況下，是不是就要修正一下該公式那？ 期望你的指點(diǎn)！ |
4樓2010-10-13 15:32:41
5樓2010-10-13 16:04:57
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6樓2010-10-13 16:18:36
7樓2010-10-13 16:40:16
一點(diǎn)想法
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上面幾位都強(qiáng)調(diào)了合金元素對硬度的重要性，下面我也談?wù)勎业目捶ā?br />
硬度本質(zhì)上是位錯(cuò)的多少以及其受阻礙程度，如果材料中本身硬度就高，例如淬火馬氏體由于晶格畸變產(chǎn)生大量的位錯(cuò)；另外就是有彌散分布的析出相或者細(xì)晶粒，能夠有效阻礙位錯(cuò)運(yùn)動，那么該材料硬度就高。 馬氏體是C在alfa鐵素體中的過飽和間隙固溶體，由于碳的固溶造成晶格畸變，產(chǎn)生大量位錯(cuò)，進(jìn)而得到較高的硬度；但是合金元素作為置換式固溶體，對晶格畸變的貢獻(xiàn)不大，所以可以認(rèn)為馬氏體的硬度主要取決于含碳量。 低碳高合金鋼和低碳碳鋼所得到淬火馬氏體都是板條馬氏體，并且各種晶粒都差不多，所以可以認(rèn)為，合金對淬火馬氏體硬度的影響是不大的。 |
8樓2010-10-13 17:17:38
是不是可以考慮一下，碳鋼并沒有生成100%馬氏體；9樓2010-10-13 17:26:54
10樓2010-10-14 09:50:57
11樓2010-10-14 11:18:56
★ ★
jic8417(金幣+2):謝謝專家解答 2010-10-14 16:37:56
jic8417(金幣+2):謝謝專家解答 2010-10-14 16:37:56
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道理沒錯(cuò)，但你考慮的只是少量合金元素的影響較小，但如果高合金的話，就影響很大了，雖然合金元素主要是置換Fe，位置沒有太大的變化，但合金元素和鐵原子形成的晶格與單純的鐵是不同的，你能說金銀銅鐵錫鉻鉬等硬度一樣么？這里面還有原子間作用力等問題。 C的間隙造成晶格畸變，增強(qiáng)硬度，同樣同結(jié)構(gòu)不同類型的晶體組成也必然要改變硬度，至于位錯(cuò)，相對宏觀，但產(chǎn)生位錯(cuò)后周圍的粒子是什么，結(jié)合力多少，這同樣是影響位錯(cuò)能力的因素。 |
12樓2010-10-14 13:36:28
13樓2010-10-14 13:58:15
14樓2010-10-14 14:01:25
15樓2010-10-15 10:19:01
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首先非常感謝你的指點(diǎn)。 第一，首先熱處理方法一樣，試樣尺寸一樣。 第二，我通過光鏡，SEM，TEM確認(rèn)都確實(shí)是完全淬火馬氏體。 確實(shí)像你所說的，有很多因素在影響硬度差，但是我逐個(gè)排除影響因素，最后只剩下合金元素和析出相，首先，合金元素?zé)o法定量分析； 所以我只能把注意力投向析出相，這里有個(gè)問題，高合金鋼中得到的完全淬火馬氏體，在板條內(nèi)部分布著很多細(xì)小的《10到30nm》析出相，但是通過TEM和萃取都得不到具體的diffraction pattern, 比較郁悶。這是不是馬氏體高合金鋼特有的現(xiàn)象。是不是由于這些細(xì)小顆粒造成了硬度高，搞不懂。 想請教一下，要想萃取這么細(xì)小的析出相，又沒有和好的方法，因?yàn)槲以嚵撕芏啻�，都萃取不到，不知道這里面是真沒有，還是我的技術(shù)不到家，希望你能給與指點(diǎn)，謝謝！ |
16樓2010-10-15 10:42:08
18樓2010-10-15 22:51:09
19樓2010-10-15 22:56:57
20樓2010-10-16 22:40:29
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你說的非常對，彌散析出相，非常小，10-30nm左右，TEM很難得到衍射斑點(diǎn)，萃取也很難得到，并且，我發(fā)現(xiàn)在萃取淬火馬氏體中的析出相非常難，可能是由于硬度太高，大量的位錯(cuò)和顆粒纏繞在一起造成的，看別人的文獻(xiàn)都是在回火狀態(tài)下做的，所以我現(xiàn)在都懷疑是不是能夠得到萃取試樣。 另外我也擔(dān)心，把大量的時(shí)間放在重復(fù)這種自己都沒底的實(shí)驗(yàn)上，是不是在做無用功。心情很復(fù)雜，不過還是非常感謝你的幫助！謝謝！ |
» 本帖已獲得的紅花（最新10朵）
21樓2010-10-17 13:40:33
22樓2010-10-17 14:50:08
★
小木蟲: 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
小木蟲: 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
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樓主，你的問題非常值得思考，所以今天問了一下老師。 老師給出的說法： 只要是含碳量相同，完全淬火成馬氏體的話，硬度是一樣的 你的問題：合金元素碳當(dāng)量，這里，不用考慮合金元素碳當(dāng)量，只考慮鋼中的碳含量 普碳鋼0.2 合金鋼中如果加上碳當(dāng)量=0.2，說明含碳量小于0.2，所以最大硬度有一些差別，是可以理解的 馬氏體鋼的硬度主要取決于兩個(gè)因素：1. 碳含量 2. 位錯(cuò)密度 馬氏體內(nèi)，還會生成一些析出相，有強(qiáng)化作用，但是不會很多。 你這里的問題就是，可以不考慮合金的碳當(dāng)量。碳含量相同的話，完全馬氏體的硬度會相同或非常接近。 |
23樓2012-04-10 09:35:46
★ ★ ★ ★
小木蟲: 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
送鮮花一朵
weldingpeng: 金幣+3 2013-08-03 16:24:27
小木蟲: 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
送鮮花一朵weldingpeng: 金幣+3 2013-08-03 16:24:27
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相同C含量情況下，這就要考慮你選擇的固溶溫度了，如果溫度不夠，對于高合金鋼而言，其中的Cr可能部分以碳化物形式存在，而沒有固溶完全；在隨后的淬火過程中，如果碳化物較細(xì)的話，則可能會有定扎作用，細(xì)化晶粒，有強(qiáng)化作用！同時(shí)，碳化物也會提高整體硬度。 另外，如果碳化物未固溶完全，則相當(dāng)于奧氏體中的C含量減少，更易淬火成M；低合金鋼和碳鋼，可能會有殘奧的影響，但是對于0.2%C 可能性不大 不知道理解會不會有錯(cuò)誤，請同仁指教 |
24樓2013-03-26 13:37:47
25樓2013-03-26 13:40:39
★ ★ ★ ★ ★
小木蟲: 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
weldingpeng: 金幣+1 2013-08-03 16:19:15
weldingpeng: 金幣+3 2013-08-03 16:23:35
小木蟲: 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
weldingpeng: 金幣+1 2013-08-03 16:19:15
weldingpeng: 金幣+3 2013-08-03 16:23:35
| 其實(shí)馬氏體耐熱鋼也可以叫做馬氏體時(shí)效鋼，其硬度高的原因是時(shí)效過程中，有第二相生成，也就是金屬間化合物，這種東西附在馬氏體板條之間，嚴(yán)重阻礙了位錯(cuò)的運(yùn)動，從而提高了材料的強(qiáng)度，也就提高了硬度。其強(qiáng)化機(jī)制跟合金元素有關(guān)，但主要原因還是第二相的生成。 |
27樓2013-07-31 19:58:10
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