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碳在钢中的作用--歪理背后的思考

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发表于 2014-11-24 15:42:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 aaron01 于 2014-11-24 18:43 编辑

有人说,碳在钢铁里含量很少,铁素体里极限溶碳量才0.0218%,99%都是铁原子,所以碳对钢铁的性能起不了什么作用。
我想稍有历史常识的人,都不会说这样的话。碳可以说是钢中最重要的合金元素,如果没有碳与其他合金元素在钢中起到了四两拨千斤的作用,根本就不会有所谓的铁器时代文明,因为我们知道,纯铁是没有强度的,很难想象用纯铁来做有高强度,高耐磨性,高疲劳寿命要求的零件,纯铁制品其使用寿命可能比木制品好不了多少,那原来石器文明、青铜器文明好好的怎么会被铁器所替代呢?达尔文的适者生存理论,人类文明的进步同样适合,钢制工具能够替代石器、青铜器成为人类最重要的工具,本身已经是经过了自然选择的了。
纯铁和各种各样的钢差别在哪里呢?差别就在钢中多加了少量合金元素,这些合金元素让钢变得千变万化,绚丽多姿,并能够满足各种各样的性能要求。而没有加合金元素的纯铁,只能保持其高塑性,也就是易变形的能力,却不具备高强度和高的耐磨性,最终并不能得到广泛应用。


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发表于 2014-11-24 15:50:22 | 显示全部楼层
真理,不辩不清,关键是看和谁辩,对牛弹琴,还是别了吧。
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 楼主| 发表于 2014-11-24 15:52:28 | 显示全部楼层
浩然天地 发表于 2014-11-24 15:50
真理,不辩不清,关键是看和谁辩,对牛弹琴,还是别了吧。

与辩论无关,只是想和大家分享一下一些问题的思考,帮助初学者更好理解碳是如何起作用的。
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 楼主| 发表于 2014-11-24 16:09:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2014-11-24 16:12 编辑

一般含碳量小于0.0218%的叫熟铁或纯铁,含量在2.11-6.69%的叫生铁(现称铸铁)。熟铁软,塑性好,容易变形,强度和硬度均较低,用途不广;生铁含碳很多,硬而脆,几乎没有塑性。含碳量在0.0218-2.11%的叫钢,这才是我们研究的重点,因为在这个合金成分范围内,人类发现了各种成分、工艺搭配,使得成分在这一范围的钢能够满足各种不同性能需求。
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 楼主| 发表于 2014-11-24 16:26:09 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2014-11-24 16:27 编辑

那么可能会有人问,碳是如何起到这些神奇的作用呢?
首先,要了解碳是以何种形式存在于钢中的。不外乎2种形式:
一种形式是碳原子形式,固溶在铁原子点阵的间隙中。这也称是马氏体相变强化机制,可以说,碳在钢中的作用90%是通过这种形式来实现的。
另外一种是以铁的碳化物(或者铬、钼等其他合金的碳化物)的形式作为第二相存在于钢中。
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发表于 2014-11-24 16:46:53 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2014-11-24 16:26
那么可能会有人问,碳是如何起到这些神奇的作用呢?
首先,要了解碳是以何种形式存在于钢中的。不外乎2种形 ...

蒋先生“想”出来了一个“金属学新理论”。

金属学新理论.jpg

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他连质量比和原子数比这个问题都没搞清楚呢。  发表于 2014-11-24 17:09
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 楼主| 发表于 2014-11-24 17:07:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2014-11-24 21:14 编辑

铁原子点阵的晶格间隙有多大呢?刚好比碳原子要小些,否则的话,如果间隙比碳原子大,就成了可无限互溶了,也就没有溶解度问题了。
我们知道钢有几种不同的晶体结构,不同的晶体结构其晶格间隙也不同,造成了碳的溶解度差别,铁素体是碳及其他合金元素溶入α-Fe形成的固溶体,晶格间隙小,碳溶解度小,奥氏体是碳溶入γ-Fe形成的固溶体,晶格间隙大,碳溶解度最高可达到2%以上。
我们说的百分比都是质量比,如果是原子数比的话,不要忘记还要再乘以4.67,也就是说奥氏体里最大的碳容纳量大致是10%的比例,9个铁原子,对1个碳原子。如果一个材料含碳质量比是1%的话,如果碳全部溶入奥氏体里去,其碳和铁的原子数比大概是1:21
而铁素体里,室温时候,溶碳量才0.01%不到(质量比)。这就有意思了,可以通过不同的工艺来把碳化物溶掉,或者析出,从而使得钢这种材料在不同的组织状态会有不同的性能,这是纯铁永远无法实现的奇妙变化。
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发表于 2014-11-24 17:11:27 | 显示全部楼层
别问我是谁 发表于 2014-11-24 16:46
蒋先生“想”出来了一个“金属学新理论”。

物质不灭,物质守恒!跑哪里去了呢?娃娃很久不见了,"别问我是谁"就和严工一问一答,详细讲解一下碳在钢中的作用吧。
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发表于 2014-11-24 18:24:15 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2014-11-24 15:52
与辩论无关,只是想和大家分享一下一些问题的思考,帮助初学者更好理解碳是如何起作用的。 ...

还是基本知识不行。
小木虫中的一个会员说的好:微观的东西不能用宏观的思维来解释。
是非天天有,不听自然无。
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 楼主| 发表于 2014-11-24 19:10:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2014-11-24 19:15 编辑

来谈谈间隙固溶强化吧,这个强化机制在其他材料里也有,题外话不多说还是谈钢吧,在钢铁材料谈到这个问题,往往95%的场合是和马氏体相变要挂上钩的。
前面说过,奥氏体最高溶碳质量比超过2%,而室温下铁素体只有0.01%,那么当奥氏体发生同素异构转变成阿尔法铁的点阵结构的时候,原来的伽马铁的点阵会变小,小了就溶不下那么多碳,就有析出碳的倾向。如果是平衡冷却,所谓平衡是指冷速无限慢,析出的碳就会和铁原子形成Fe3C渗碳体。但是,这只是一种倾向,未必都能实现,因为这个过程需要实现碳扩散,需要很慢的冷速来完成扩散。实际冷却的时候,冷速快的话,碳来不及扩散,就来不及形成Fe3C,最终冷到室温还是没有形成大量的Fe3C,而此时伽马铁已经转变成了间隙较小的阿尔法铁,而原来多溶的那部分碳又不能形成渗碳体,那么这部分碳就只能保留在新的阿尔法铁点阵里,必然造成了点阵的晶格出现较大程度的畸变,这种畸变,也称晶体缺陷,才是马氏体之所以有高硬度的根本原因。有关硬度来源问题,新朋友可以看这个帖子,http://www.rclhome.net/forum.php?mod=viewthread&tid=224&extra=
这里就不多费笔墨了。
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 楼主| 发表于 2014-11-24 19:26:58 | 显示全部楼层
正是这种冷速上的变化,使得我们可以得到不同的组织和性能,这才是钢铁材料所独有的魅力,使得其能够独霸几千年历史成为人类最好的朋友。
石器,青铜器做的农具,兵器强度不够,脆而易裂,可加工性能也很差,加工不动实在要命啊!而铁器通过退火可得到很好的加工性能,通过淬火又可实现很好的机械性能,所以到现在为止,还没有一种材料可以终结铁器时代!
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发表于 2014-11-24 19:27:12 | 显示全部楼层
其余的碳以碳化物的形式存在体心立方晶体的晶界上。
这是蒋先生看到的还是躺在床上想出来的呢?

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发表于 2014-11-24 21:03:20 | 显示全部楼层
说什么:“碳在钢铁里含量很少,铁素体里极限溶碳量才0.0218%,99%都是铁原子,所以碳对钢铁的性能起不了什么作用”。难道就是数量少就起不了作用?什么逻辑?你让他的血液里含有0.0218%的酒精看看,能不能改变他的行为?
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 楼主| 发表于 2014-11-24 21:25:26 | 显示全部楼层
来看看钢中另外一种碳的存在方式吧,钢中的渗碳体。
前面已经提到退火时,奥氏体里析出渗碳体,当然成分不同的钢会有其他如铁素体之类的组织同时存在。此时钢的硬度反而是下降的。可见,虽然渗碳体本身是高硬度相,但是对钢的整体性能而言,越是析出渗碳体,渗碳体越是长大、粗化,对硬度和强度反而是起反作用的。
我们还有这样的体会,淬火态硬度最高,后面随着回火温度的提高,碳化物析出量在增多,而钢的硬度和强度反而下降了!
这又如何解释呢?

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发表于 2014-11-25 10:39:49 | 显示全部楼层
这个主题和讲解非常有普及基本知识的意义,大家会对碳在钢中的作用有比较清晰的认识,请严工继续。
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 楼主| 发表于 2014-11-25 10:43:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2014-11-25 11:09 编辑

可见,钢中析出的碳化物,虽然其本身是高硬度相,也能起到一定的第二相弥散强化作用,但是其对钢的强度影响并不是主要因素,而过饱和固溶在阿尔法铁点阵间隙的碳原子才是对钢铁的最终强度等机械性能起决定性作用的。也就是说,在钢中,碳的间隙固溶强化作用远远大于碳化物的第二相弥散强化作用。
淬火钢回火时,随着回火温度的提高,马氏体中析出碳化物越来越多,马氏体中碳的过饱和度急剧下降,也就意味着晶格畸变程度在降低,晶体缺陷总量大幅下降的结果导致了钢的硬度下降。
钢在奥氏体化后做缓冷,此时没有固溶强化机制,那么第二相的弥散强化机制成为硬度主要因素,我们发现的现象是冷却越慢,硬度越低,如果我们在500-600C区间的某一温度进行等温,我们发现等温温度越高,硬度越低,原因是等温温度越高,等温时碳化物越容易聚集长大,弥散强化效果被减弱。也就是说,碳化物越小,分布越弥散,其第二相强化效果越好。
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发表于 2014-11-25 11:26:31 | 显示全部楼层
          蒋大师的理论可以归纳为“碳原子的挤出、逸出,碳化物被晶体挤碎”理论
该会员没有填写今日想说内容.
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 楼主| 发表于 2014-11-25 11:47:31 | 显示全部楼层
让我们再把碳化物弥散强化机制说得深入一些,拿45钢等温退火来举例比较容易理解。
45钢完全奥氏体化后在珠光体转变温度区域进行等温,足够时间以后,珠光体转变完成,在这个条件下,析出的渗碳体总量是固定的,这个可以用杠杆原理算出,渗碳体大致是6.75%的质量比,各种铁素体的质量比是93.25%。 那么这个6.75%的渗碳体如何分布就变得举足轻重了。不管是650C等温还是500C等温,6.75%不会变,这是化学成分决定的,但是渗碳体的颗粒大小和数量是可以不同的。单位体积里可以只有一粒大碳化物,质量比满足6.75%, 也可以有几百粒小碳化物,质量比也满足6.75%,这两种情况得到的硬度当然是不同的,前者几乎没有第二相强化效果,对钢的硬度和强度可以说几乎不产生影响,后者因为是弥散分布的小颗粒碳化物,自然硬度要比前一种情况要高。
让我们来看淬火钢的回火,在低温回火区域,主要是马氏体分解,从过饱和的阿尔法铁里析出碳化物的过程,当过饱和碳都析出以后,就没有马氏体了,也就是马氏体分解完成。如果回火温度更高,在马氏体已经全部分解后,在提高温度回火的话,这时钢的软化机制是什么呢?和上面说的退火例子一样,是碳化物聚集,变大,数量变少,使得硬度下降的!
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发表于 2014-11-25 12:12:16 | 显示全部楼层
{:soso_e179:}讲得非常好!温故而知新!
学习过程中想到一事,是不是硬度高就耐磨?马氏体硬度高,但原子Fe和C本身硬度并不高,固溶在一起整体上是硬度高了,但它们不是化合物,之间没化学键的联系,磨削时会不会容易挤压开裂而显得不耐磨?F-C碳化物、合金碳化物才提高材料耐磨性的关键?合金钢钢比碳钢耐磨。
总结一下是不是可以这么说硬度一样时,组织中F-C碳化物、合金碳化物的多少才是影响耐磨性能的关键?
听听大家高见,虚心求教!
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发表于 2014-11-25 12:18:36 | 显示全部楼层
举例说T10A按正常工艺淬火,和把其加热到Acm上某一温度,让碳化物全部溶入奥氏体进行淬火,这两种情况是不是后者淬后硬度会更高些?而后者耐磨程度不如前者?
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 楼主| 发表于 2014-11-25 12:34:48 | 显示全部楼层
绿秋叶 发表于 2014-11-25 12:12
讲得非常好!温故而知新!
学习过程中想到一事,是不是硬度高就耐磨?马氏体硬度高,但原子Fe ...

欢迎参与这个讨论,对于这个问题,我的理解是,在不考虑间隙固溶强化的作用的前提下,单单看碳化物第二相弥散强化机制,碳化物越小,耐磨性越好。
也就是说T10钢淬火态,在显微镜下看的话,如果光学显微镜看不到碳化物,其硬度和耐磨性都要比看到碳化物的工艺做出来的零件的耐磨性好。因为碳化物总量是固定的,个头大了,自然数量就要少了。
当然,上述说法成立的条件是不考虑晶粒度和残奥量的影响。
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发表于 2014-11-25 12:42:51 来自手机 | 显示全部楼层
原来我们觉得自然而然的事情,却没有考虑为什么,现在专心听讲。
来自: 微社区
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 楼主| 发表于 2014-11-25 12:56:27 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2014-11-25 13:07 编辑

再举个渗碳的例子,最终表面碳浓度控制目标是什么?
在不考虑残奥量的前提下,(因为残奥是可以通过冷到低温来控制其含量的),渗碳零件表面金相组织还是应该以光镜下看不到碳化物为最佳的。
在这个前提下,碳的固溶度越大越好,越大意味着在同样的冷速下淬到马氏体后,过饱和程度也越大,晶格畸变程度就越大。
而出了大的碳化物就意味着碳化物长大了,碳化物作为强化相的弥散强化效果会被减弱。
光镜下看不到碳化物不代表没有碳化物,细小的碳化物,个头越小越好,数量越多越好,这个才是最佳表面组织形态。


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 楼主| 发表于 2014-11-25 13:22:52 | 显示全部楼层
为什么同样的淬火得到100%马氏体? 碳含量高的钢比低碳钢硬度高,因为马氏体中碳原子的过饱和程度两者不同。

为什么同样的材料,淬火和退火的硬度差别那么大?因为前者有碳在阿尔法铁里的过饱和固溶现象,后者没有,后者只能靠碳化物第二相弥散强化机制,而两种机制的强化效果要差了很多很多!
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发表于 2014-11-25 13:23:33 | 显示全部楼层
耐磨性的影响有个副的作用,就是耐磨是相对的,这样看两种相互接触并摩擦的工件分别是什么状态。
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发表于 2014-11-25 13:32:09 | 显示全部楼层
本帖最后由 绿秋叶 于 2014-11-25 13:39 编辑

碳化物自然是越小分布越广且均匀耐磨效果更好。、
那淬火马氏体较低温回火有碳化物析出时的回火马氏体哪个更耐磨?不考虑残奥、内应力等因素影响。

还有我觉得硬度只是考较耐磨的一个指标,同材料硬的较软的耐磨。但对于不同材料,就不能简单地说硬度高的就比软的耐磨(当然两者硬度不能相差悬殊的做比较)。而这就要看碳化物多少了(先不考虑大小和分布的影响)。
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 楼主| 发表于 2014-11-25 16:33:12 | 显示全部楼层
渗碳钢渗碳淬火后的耐磨性和硬度之间的关系:
回火与强度关系.JPG
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 楼主| 发表于 2014-11-25 17:06:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2014-11-25 17:07 编辑

对于保护气氛淬火而言,某材料的化学成分固定,奥氏体化程度固定,冷却条件固定,那么其淬火后获得的碳化物总量也是固定的,谈不上碳化物分布情况的影响问题。
如果奥氏体化不充分,某工艺有未溶碳化物,某工艺没有,我认为有未溶碳化物的工艺获得的组织其耐磨性是不及后者的。原因是材料的总碳量是固定的,奥氏体里如果有碳化物未溶,那么奥氏体内的溶碳量会下降,会最终影响到马氏体的碳过饱和程度。而碳在阿尔法铁晶体里的过饱和程度是硬度和强度的主要影响因素,碳化物第二相强化机制和它没法比。GCr15球化退火态,碳化物够多了吧?对这个材料而言,不可能再多了,硬度才多少啊?碳化物对硬度又有多少影响呢?可见其强化效果远远不及淬火态的碳过饱和固溶。

对于渗碳淬火工艺而言,表面出现较大碳化物的话,虽然硬度更高,耐磨性也更好,但是往往会伴随着脆性加大的问题,对磨加工、以及最终使用性能也会有不利的影响,我觉得还是不要这么干比较好,这种工艺是在走钢丝,质量不容易稳定,一旦失控,问题会很严重,还是多留一些空间比较妥当。
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发表于 2014-11-26 08:13:10 | 显示全部楼层
从27楼图看,硬度最高时对应的不是磨耗量最小,说明硬度高并不一定比硬度低就耐磨,说明与组织,与碳化物还是有关系的。

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发表于 2014-11-26 08:20:44 | 显示全部楼层
这是百度的,注意里面提到的耐磨问题,到底是因为保留了少量的渗碳体质点而耐磨,还是因为避免了因碳全溶入奥氏淬后多残奥而耐磨?
过共析钢限定在ac1以上30~50℃是为了获得细小的奥氏体晶粒和保留的少量渗碳体质点,淬火后得到隐晶马氏体和其上均匀分布的颗粒状碳化物,从而使钢具有更高的强度硬度耐磨性,也具有较好的韧性。若过共析钢加热温度超过acm碳化物完全融入奥氏体,奥氏体含碳量增加降低ms和 mf点,淬火后会有大量的残留奥氏体组织,降低强度和耐磨性。温度过高奥氏体会长大粗化,淬火后得到有显微裂纹的粗片状马氏体,使钢的脆性增大;此外高温加热淬火应力大。氧化脱碳严重,也增大钢件变形开裂倾向。
现在站在什么地方不重要,重要的是你往什么方向移动。
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 楼主| 发表于 2014-11-26 08:40:11 | 显示全部楼层
绿秋叶 发表于 2014-11-26 08:13
从27楼图看,硬度最高时对应的不是磨耗量最小,说明硬度高并不一定比硬度低就耐磨,说明与组织,与碳化物还 ...

27图你细看一下就会发现,低温回火是淬火应力未去除造成的强度和耐磨性低头。
现在站在什么地方不重要,重要的是你往什么方向移动。
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发表于 2014-11-26 08:41:08 | 显示全部楼层
绿秋叶 发表于 2014-11-26 08:20
这是百度的,注意里面提到的耐磨问题,到底是因为保留了少量的渗碳体质点而耐磨,还是因为避免了因碳全溶入 ...

这个内容是不严谨的。
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 楼主| 发表于 2014-11-26 08:50:37 | 显示全部楼层
其实,27楼的图告诉我们的是绝大部分情况下,强度、硬度和耐磨性是密切相关的。
当然不是所有情况,我们这里讨论的是合金元素的影响,当然应该把一些特殊情况过滤掉来讨论,就像前面讨论含碳量对淬火硬度的影响时需要把残奥因素忽略掉来讨论。
另外,钢的强化机制有很多种,除了上面说到的间隙固溶强化和第二相弥散析出强化机制以外,还有细晶强化,沉淀强化等其他机制,如果没有必要也不必在这里展开其他强化机制的讨论了。
至于碳化物对耐磨性的影响,很简单的道理,如果某钢必须要析出5%质量比的碳化物,那么碳化物越细,数量越多,耐磨性一定越好。当我们在光学显微镜下看到它时,往往其个头已经不算小了,自然数量也算不上多了,弥散强化机制已经打折扣了。
现在站在什么地方不重要,重要的是你往什么方向移动。
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发表于 2014-11-26 09:43:48 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2014-11-26 08:40
27图你细看一下就会发现,低温回火是淬火应力未去除造成的强度和耐磨性低头。 ...

80-200℃马氏体分解,当钢加热到约80℃时,其内部原子活动能力有所增加,马氏体中的过饱和碳开始逐步以碳化物的形式析出,马氏体中碳的过饱和程度不断降低,同时,晶格畸变程度也减弱,内应力有所降低.

那么耐磨性的提高是因为析出的碳化物自身的作用还是因为析出碳化从而降低了内应力的结果?两者可能都起作用,但哪个的贡献大些?
现在站在什么地方不重要,重要的是你往什么方向移动。
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发表于 2014-11-26 09:54:32 | 显示全部楼层
搬运工 发表于 2014-11-26 08:41
这个内容是不严谨的。

那你的观点是什么?
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发表于 2014-11-26 10:12:50 | 显示全部楼层
其实错误的理论作用还是很大的,
反而看正确的理论收获甚少,如果什么都和自己想的一样,一点用途都没有
错误理论最大的好处是会激发人们的思考,思考这东西可不能丢
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 楼主| 发表于 2014-11-26 17:26:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2014-11-26 18:17 编辑
绿秋叶 发表于 2014-11-26 09:43
80-200℃马氏体分解,当钢加热到约80℃时,其内部原子活动能力有所增加,马氏体中的过饱和碳开始逐步以碳 ...

这个淬火应力指的是高碳马氏体在形成时,马氏体相互碰撞或和奥氏体晶界碰撞而产生的应力, 并不是说的碳过饱和产生的应力。碰撞应力的释放和低温回火碳化物析出,哪个贡献更大很难评价,因为无法拆分这两种影响机制。
不过,即使是200C回火时析出的碳化物,那也是光学显微镜下无法看到的ε碳化物,个头极小,弥散分布。
如果可见的话,就不是低温回火过程析出的,可能是奥氏体里析出的,也可能是奥氏体时未溶的。
现在站在什么地方不重要,重要的是你往什么方向移动。
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[LV.2]偶尔看看I

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发表于 2014-11-26 17:58:04 来自手机 | 显示全部楼层
严工辛苦了!
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发表于 2014-11-27 09:35:36 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2014-11-26 17:26
这个淬火应力指的是高碳马氏体在形成时,马氏体相互碰撞或和奥氏体晶界碰撞而产生的应力, 并不是说的碳过 ...

那搬运工说的不严谨的内容,你有何高见!
说不严谨却又不出来说哪里不严谨才是真正的不严谨!
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[LV.Master]伴坛终老

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发表于 2014-11-27 10:05:51 | 显示全部楼层
绿秋叶 发表于 2014-11-27 09:35
那搬运工说的不严谨的内容,你有何高见!
说不严谨却又不出来说哪里不严谨才是真正的不严谨! ...

所谓不严谨应该不是说这个内容是错误的,只是未经证实与证明或不全面。如温度过高奥氏体会长大粗化,淬火后得到有显微裂纹的粗片状马氏体,使钢的脆性增大;此外高温加热淬火应力大。氧化脱碳严重,也增大钢件变形开裂倾向。不知显微裂纹的实证谁证明过?但想想是有道理的。去掉显微裂纹几个字更有信服力,但我也不敢说有这几个字就不对了。淬火应力通常更大的影响因素不是加热温度(虽然加热温度也是其中一方面,甚至有时都不包括加热温度----这是热应力,淬火应力更偏向于主要指组织应力)。氧化脱碳发生固然与温度有关,但氧化脱碳更偏重于指气氛,温度只是发生氧化脱碳反应的外部条件。
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 楼主| 发表于 2014-11-27 10:39:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2014-11-27 10:44 编辑
绿秋叶 发表于 2014-11-27 09:35
那搬运工说的不严谨的内容,你有何高见!
说不严谨却又不出来说哪里不严谨才是真正的不严谨! ...

这个问题实在是有点争议的,各人谈各人理解吧。
以最普通的GCr15来说,毛坯通常是球化处理的,便于加工,如果说球状碳化物能显著提高耐磨性,这个球化退火就不对了,这是我想不通的地方。
淬火一般是不完全奥氏体化的,原因是高碳钢和高碳合金钢一旦完全奥氏体化,晶粒会迅速长大,长大倾向远远比低碳钢严重,那么不完全奥氏体化淬火后,必然有未溶碳化物存在于马氏体基体组织里,此时这些个大个头(相对而言)的碳化物能不能提高耐磨性呢?我个人意见是,这个观点似乎缺乏足够的支持。
理论上说,奥氏体里有未溶碳化物,淬火后马氏体的碳过饱和度是比不上完全淬火的,而固溶强化机制占主导,这是有共识的,所以我认为其耐磨性是不如完全淬火的。
我做过试验,900C奥氏体化的GCr15可完全溶解碳化物,淬火组织里全部是马氏体和残奥,淬火硬度可很轻松地达到66HRC以上,而且抗回火性相当好,可惜没有做耐磨性方面的试验,不过我相信,经过合适的回火处理后,单单就耐磨性而言,应该是比正常工艺条件下做出来的零件要好的,有条件的朋友可以做下类似试验。
那么为什么GCr15常规工艺会是不完全淬火呢?几方面原因,晶粒度控制和残奥量控制,防止淬火开裂,这几方面都不支持完全奥氏体化后淬火。应该说,此类材料不是不想完全淬火,是不能完全淬火。
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 楼主| 发表于 2014-11-27 10:49:59 | 显示全部楼层
再拿普通退火和球化退火来比较,比如是低碳合金钢,
我们知道在冷挤压前为了获得最好的塑性,是用球化退火来替代普通退火或正火来处理原材料的。
退火组织和球退组织里,没有过饱和问题,只看第二相弥散强化机制的强弱,哪种处理硬度高?
我们还认为,球状碳化物能提高基体强度和耐磨性吗?
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发表于 2014-11-27 11:37:24 | 显示全部楼层
绿秋叶 发表于 2014-11-27 09:35
那搬运工说的不严谨的内容,你有何高见!
说不严谨却又不出来说哪里不严谨才是真正的不严谨! ...

1.我前面的发言仅仅是个人的一个看法,且仅指百度的这段文字内容不严谨。
没有指出不严谨的地方,是想大家对这个问题有一个思考的过程。
2。关于淬火加热温度,我不认为“过共析钢限定在ac1以上30~50℃”。
   关于耐磨性问题,由最终组织而不是淬火后组织所决定。
3.这两天在看展会,有一些其它的活动,未能及时回帖。
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发表于 2014-11-27 12:16:34 | 显示全部楼层
搬运工 发表于 2014-11-27 11:37
1.我前面的发言仅仅是个人的一个看法,且仅指百度的这段文字内容不严谨。
没有指出不严谨的地方,是想大 ...

哈,不激将不行啊!这一激就出来了!
其实这种说法不只是网上有,不少教科书中也是这么解释的!
现在站在什么地方不重要,重要的是你往什么方向移动。
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发表于 2014-11-27 12:25:09 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2014-11-27 10:49
再拿普通退火和球化退火来比较,比如是低碳合金钢,
我们知道在冷挤压前为了获得最好的塑性,是用球化退火 ...

我觉得这里面牵涉到一个磨损机理的问题。磨损与切削、变形毕竟不一样,太深的东西我也说不上来。
如果同一材料,普退和球退硬度一样,普退应该比球退易机加工,球退比普退易变形,那磨损呢?
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 楼主| 发表于 2014-11-27 15:42:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2014-11-27 16:06 编辑
绿秋叶 发表于 2014-11-27 12:25
我觉得这里面牵涉到一个磨损机理的问题。磨损与切削、变形毕竟不一样,太深的东西我也说不上来。
如果同 ...

耐磨性在这里话题里我觉得应该是一个常规特性,就比方说淬透性吧,就不要去考虑实际淬硬层深度了,这里也不要考虑某材料淬火后的实际磨损情况,只考虑普遍意义上的耐磨性能的话,其实就是和硬度密切相关的一个特性。
哪怕球退和普退后的硬度一样,都说明球退产生的球状碳化物,并没有提高硬度的效果,对吧?
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发表于 2014-11-27 18:14:24 | 显示全部楼层
弥散分布的细小碳化物颗粒有利于提高零件的耐磨性。
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 楼主| 发表于 2014-11-28 09:38:02 | 显示全部楼层
搬运工 发表于 2014-11-27 18:14
弥散分布的细小碳化物颗粒有利于提高零件的耐磨性。

如何大小算是弥散呢?
显微镜下可见的颗粒,能算是弥散的吗?
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发表于 2014-11-28 09:46:48 | 显示全部楼层
以高速钢刀具为例:为提高其耐磨性,淬火时保留适量的未溶碳化物是非常必要的。当碳化物含量相同时,碳化物本身的尺寸细小,分布均匀,硬度越高,其耐磨性也越高。
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 楼主| 发表于 2014-11-28 09:55:25 | 显示全部楼层
所以因为 发表于 2014-11-28 09:46
以高速钢刀具为例:为提高其耐磨性,淬火时保留适量的未溶碳化物是非常必要的。当碳化物含量相同时,碳化物 ...

绝大多数的过共析钢淬火工艺都是不完全淬火的,都是要保留未溶碳化物的,这点高速钢和GCr15差别不大。
原因到底是为了提高耐磨性?还是为了控制晶粒?为了防止开裂?为了减少残奥?
这个水有点浑哦。
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