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金属材料扯淡时间(六)

  • 牛牛0322
    2017/06/01
  • 私聊

金相显微镜

  • (本文为无敌大冰冰老师原创,感谢老师的分享)
    继续扯,上回说了晶粒、晶界、晶粒度,这里注意晶界不是想象中的一个很明显的界限,当我们从显微镜里面看到晶界的时候,是经过腐蚀显影之后的状态,真实的晶界肉眼不可见,也没有那么脆弱,就像人体骨骼之间的关节一样,进可攻、退可守!好像说的太专业了,继续说奥氏体化后的冷却吧。
    如何清晰的了解淬火、回火热处理问题?
    淬火,意思就是冷速区别于正火或缓慢冷却啥的。百度汉语:淬,把烧红了的铸件往水或油或其他液体里一浸立刻取出来,用以提高合金的硬度和强度。
    看到这里你就明白了,就是通过不同冷却液使材料,好吧,就说钢吧,使钢,好吧,就说亚共析钢吧,使钢通过不同的冷速得到需要的性能或者说半成品,往往淬火都是伴随着回火,这个先不提,就单说淬火。 在亚共析钢里,比如说低碳低合金钢,淬火是在奥氏体化的情况下进行材质的初步调整,奥氏体化时温度高,材料的能量很高,高的能量促使材料内部发生很多的变化,比如合金元素的固溶,碳的固溶。奥氏体是面心立方,合金固溶是合金取代了部分铁的位置,而碳的固溶是碳间隙在合金和铁中,打个不恰当比方说,一个正正方方的书架,你六面都在对角线位置订上钉子,就这样。高能量的奥氏体使原子移动变得容易,因此系统或成分趋近于均匀,原子有能量排好队,就像操场上100个精壮的汉子,你给他时间让他动,他们会很好的排号对,并且这100个不同精壮汉子之间还有结合力和排斥力,所以最后就是有序的排好队,看着舒服。在这个状态下你开始淬火了。




    你把材料放入淬火液的一瞬间,就炸了锅了,因为温度的急剧降低,能量需要快速的释放,温度就是能量,温度差就是能量差,我看谁敢严格说我单位不对!!!就看意思啊,能量急剧释放需要个方向,就像100个精壮汉子突然被钱塘江大潮袭来,都成了羸弱女子,需要在短时间内把能量散掉,然后达到较低能量的状态,这些能量去哪里了?牛大了!啊?都散布到淬火液中了?擦,不许跑题,不许讨论除了材料的其他东西。能量守恒?你妹的先不要讨论这些没用的,这些能量使原子完成了在平衡态无法完成的壮举--它们有一定规律的跑到了平时他们跑不到的位置,并且形成了晶格的畸变。举例说100个精壮汉子其中有50徒手扒到了单杠上看女生,这不是个稳态,迟早他们会累了掉下来,但淬火给的能量就让他们一直在上面扒着了,小男生们想不想淬个火啊?哈哈! 但是这种畸变乱七八糟,形成的各个原子之间的距离也是乱七八糟,如果是水淬,那么畸变更严重,也就是说这些原子到最后谁都很难移动了,因为它们相对无序了,这就是为什么淬火后的材料强度都很高,就是你需要用很大的力才能让它们移动!硬度等同于抗拉强度(有一定关系),所以材料会很硬,你压不动,这就是淬火的结果,把随时可以摆愣的耳机线缠成大麻团,你就清理去吧,所以说少年,还是备一个缠线器或者无线耳机比较好,嘿嘿。


    回火往往伴随着淬火,还是用亚共析钢举例(某输入法竟然没有共析这个词!!材料学的表示强烈抗议),淬火+回火是调质的两部曲,调质:顾名思义,就是调节材料的性质,宏观表现在力学性能、残余应力等等上,先不说,就说回火,为啥要淬火,对于大多数亚共析钢来讲,是为了以后的回火打基础。估计看我帖子的都是大学生们(这个们加的有点勉强,其实没几个人看),对于男生来讲,起飞就要降落,你懂的,先淬火起飞,弄硬了,然后再降落,让你软下来,到多软,就靠回火控制。。。
    前面说了,淬火过程把原子结构打乱了,互相缠绕在一起很难移动,所以硬啦,不同的钢种硬的状态不一样,都淬成马氏体的很硬,年少18,有些不能完全淬成马氏体的,还保留一些贝氏体啥的,就相对的不那么硬,比如低碳的,就像年过四十,有心无力。回火过程中关键的东东,就是碳!在不同温度下,碳和铁啊、锰啊,铬啊什么的回结合,比如200多度,诶,碳和铁就能形成化合物了,独立出来了,50个趴单杠上看女生的小男生们有一部分顶不住了(有温度了就有能量了,单杠热啦,男生累了),有一部分就顺坡下来了,结合成Fe2C啊啥的,具体自己看文献,说的都很清楚,然后钢的整体结构,就是晶体结构就变得有序一点点了,为什么呢,淬火过程中间隙在铁晶格中的碳让材料不好移动,回火给点温度,碳从铁的晶格出来形成独立的化合物甩一边去了,剩下的晶格就相对有序一点了,金相上看就是铁素体基体上的碳化物析出相组合,于是因为基体晶格相对有序,也好移动了,强度呢就降下来了,韧性就提高上去了。也就是靠回火来调整材料的力学性能,你要强度低一些的,就回火温度高一点,碳析出的越多,晶格相对更加有序,位错更少,更好移动,强度就下来了,所以随着回火温度的提高,材料的强度降低,韧性提高。温度是主要的,当然还有时间,同一个温度时间越长析出越多,强度也越低。这是回火的两个因素:温度和时间。温度是最主要的,时间次要,相关曲线多得是,自己看看。

    需要了解的是,不同温度析出相的组成是不一样的,还是那句话,能量是根本,有了能量原子就能结合成更稳定的态。以碳来讲,最后会形成M3C,M大部分是铁,还有一些锰什么的,比如有的写成(Fe、Mn)3C,还有一些高铬的会形成Cr23C6等等。。。回火的过程是个有意思的过程,设计回火工艺要针对产品的用途来做,当然回火温度不能太高,我们知道有个Ac1点,大多情况下是不能超过的,因为超过了组织就变了,控制不稳定了,所以一般回火温度都在Ac1点以下,当然CCT曲线标的Ac1点是慢速升温上去测量的,在回火过程中加热速度很快,因此Ac1点会有不同,这个也要注意一下。

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  • 社区=冬季=

    第1楼2017/06/01

    多点图就好了

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  • fengyonghe

    第2楼2017/07/05

    这一节的说法有悖于传统理论

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  • yangzq4

    第3楼2017/07/21

    淬火是指将线材加热到临界点(亚共析钢Ac3 或过共析钢Ac1)以上某一相变温度,保温一定时间,使线材组织全部或部
    分奥氏体化,然后快速(大于临界冷却速度)放入淬火剂(油、水、盐水、碱水等)中冷却,使其温度骤然降低,获得以马
    氏体或下贝氏体为主的不平衡组织的一种热处理工艺。淬火作为强化线材的重要手段之一,常与回火配合使用才能获得所需
    要的使用性能,其主要目的是提高线材的强度和硬度,但会使其塑性、韧性降低。

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