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好品質(zhì)·鼎言造
金屬熱處理表面脫碳組織研究
來源:
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作者:鼎言熱處理
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發(fā)布時間: 2021-04-19
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26MnB5850度加熱保溫，再降溫至770度保溫后淬火，表面脫碳組織如下：
用該樣繼續(xù)經(jīng)過850度加熱保溫，再降溫至730度保溫后淬火，表面脫碳組織如下：
從上圖可以看出不完全是再加熱擴(kuò)散造成的。第一次的加熱淬火后，表層大約有120um的脫碳層，在第二次850°加熱時，如果保溫只有30分鐘，這個碳原子的長程擴(kuò)散到表層是很困難的。
第一次淬火后的表層全脫碳，相當(dāng)于純鐵，在850°加熱，表層部分的奧氏體是不完全的，只有一少部分的鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，其余是未溶，部分轉(zhuǎn)變的奧氏體和未轉(zhuǎn)變的鐵素體之間有碳的短程遷移，從鐵素體里面擴(kuò)散到奧氏體，使得奧氏體碳含量升高，超過0.0218 的碳含量即可在隨后的淬火后，形成板條馬氏體。這就是表層有未溶鐵素體和板條的混合組織的原因。
另外，在第一次淬火后，因表層全脫碳，在淬火后形成表層拉應(yīng)力，再第二次的加熱時，在拉應(yīng)力的作用下，未溶鐵素體在高溫下發(fā)生晶粒吞并，大吃小，凹吃凸，晶粒漲大。
第一次淬火后的表層全脫碳，相當(dāng)于純鐵，在850°加熱，表層部分的奧氏體是不完全的，只有一少部分的鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，其余是未溶，部分轉(zhuǎn)變的奧氏體和未轉(zhuǎn)變的鐵素體之間有碳的短程遷移，從鐵素體里面擴(kuò)散到奧氏體，使得奧氏體碳含量升高，超過0.0218 的碳含量即可在隨后的淬火后，形成板條馬氏體。這就是表層有未溶鐵素體和板條的混合組織的原因。
另外，在第一次淬火后，因表層全脫碳，在淬火后形成表層拉應(yīng)力，再第二次的加熱時，在拉應(yīng)力的作用下，未溶鐵素體在高溫下發(fā)生晶粒吞并，大吃小，凹吃凸，晶粒漲大。
這里先要了解一個規(guī)律，鋼的脫碳是氧氣從鋼的表面通過晶界路徑向內(nèi)滲透，高溫作用和C結(jié)合生成二氧化碳后再從鋼內(nèi)溢出。這個過程中其實還包含在高溫下C原子從高濃度向低濃度擴(kuò)散的過程（內(nèi)向外）。如果氧氣結(jié)合碳的能力大于C原子向外擴(kuò)散的能力時，全脫碳的厚度增大。如果C原子向外擴(kuò)散的能力大于與氧氣結(jié)合的能力時原子向外擴(kuò)散而得到后面的結(jié)果。
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第一張圖：次表層鐵素體晶粒比表層大的原因，除了變形量差別原因之外，另一個原因是由于降溫到770℃后次表層會析出鐵素體，之后的α/γ界面向內(nèi)層的γ遷移，表現(xiàn)出晶粒長大的現(xiàn)象，770℃保溫時間越長次表層晶粒越大，這種次表層的大晶粒有明顯的方向性（沿著碳擴(kuò)散方向），但是樓主的另一個帖子中次表層的大晶粒沒有明顯的方向性。 第二張圖：從全脫碳的鐵素體變成α/γ雙相必定是其它地方的碳擴(kuò)散來導(dǎo)致的，只能是氣氛中的碳或心部的碳，這個得根據(jù)你加熱的環(huán)境來判斷，不過從表層的界面來看我傾向于是心部擴(kuò)散來的，惰性氣氛保護(hù)下加熱導(dǎo)致的。 |
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