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金屬熱處理表面脫碳組織研究
來源: | 作者:鼎言熱處理 | 發布時間: 2021-04-19 | 898 次瀏覽 | 分享到:
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:
用該樣繼續經過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散到表層是很困難的。 

第一次淬火后的表層全脫碳,相當于純鐵,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變為奧氏體,其余是未溶,部分轉變的奧氏體和未轉變的鐵素體之間有碳的短程遷移,從鐵素體里面擴散到奧氏體,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力,再第二次的加熱時,在拉應力的作用下,未溶鐵素體在高溫下發生晶粒吞并,大吃小,凹吃凸,晶粒漲大。
這里先要了解一個規律,鋼的脫碳是氧氣從鋼的表面通過晶界路徑向內滲透,高溫作用和C結合生成二氧化碳后再從鋼內溢出。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散的過程(內向外)。如果氧氣結合碳的能力大于C原子向外擴散的能力時,全脫碳的厚度增大。如果C原子向外擴散的能力大于與氧氣結合的能力時原子向外擴散而得到后面的結果。
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界面向內層的γ遷移,表現出晶粒長大的現象,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散來導致的,只能是氣氛中的碳或心部的碳,這個得根據你加熱的環境來判斷,不過從表層的界面來看我傾向于是心部擴散來的,惰性氣氛保護下加熱導致的。
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