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常州热处理加工厂家为你介绍马氏体的塑性和韧性

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马氏体的塑性和韧性

马氏体的塑性和韧性主要取决于马氏体的亚结构。片状马氏体具有高强度高硬度,但韧性很差,其特点是硬而脆。在具有相同屈服强度的条件下,板条马氏体比片状马氏体的韧性好很多,即在具有较高强度、硬度的同时,还具有相当高的韧性和塑性。

其原因是由于在片状马氏体中孪晶亚结构的存在大大减少了有效滑移系;同时在回火时,碳化物沿孪晶不均匀析出使脆性增大;此外,片状马氏体中含碳质量分数高,晶格畸变大,淬火应力大,以及存在大量的显微裂纹也是其韧性差的原因。而板条马氏体中含碳质量分数低,可以发生“自回火”,且碳化物分布均匀;其次在胞状位错亚结构中位错分布不均匀,存在低密度位错区,为位错提供了活动余地,由于位错运动能缓和局部应力集中。

为什么片状马氏体和板条马氏体在性能上有很大的差异呢?近年来做了大量的研究工作,有关使马氏体强度高的原因是很多的,如碳原子的固溶强化、相变强化以及时效强化等,其中以碳原子强化起主要作用,而且马氏体中固溶的碳越多强度也越高,所以马氏体有很高的强度;但韧性的变化却随马氏体中含碳量的增加而下降,当马氏体含碳量很高时(大于0.6%C)即使经过低温回火韧也很低,为了弄清楚影响韧性的原因,作了如下实验,研究了马氏体的亚结构和韧性的关系。用含碳量为0.35%的碳钢,淬火后得到位错型的板条状马氏体,其强度和韧性都比较高,为了改变其亚结构,在该种钢中加入铬元素,随着铬含量的增加,马氏体的亚结构由位错型向孪晶型转化,即孪晶型马氏体数量逐渐增加,位错型马氏体数量逐渐减少,经测定其断裂韧性KIC逐渐降低,而且发现,在屈服强度相同的条件下,亚结构为位错型的马氏体的断裂韧性高于亚结构为孪晶型的马氏体的断裂韧性。经过回火后仍然是位错型的马氏体的断裂韧性高于孪晶型马氏体的断裂韧性。这个规律已用大量的实验得到了证实。断裂韧性值位错马氏体比孪晶马氏体高三倍,而马氏体的韧性主要决定于马氏体的亚结构。