合金马氏体的回火

1、6.3 6.3 合金马氏体的回火合金马氏体的回火 合金钢淬火得到合金钢淬火得到Fe-M-C马氏体。这马氏体。这种马氏体回火时的脱溶过程，是合金钢淬种马氏体回火时的脱溶过程，是合金钢淬火马氏体回火的主要内容。火马氏体回火的主要内容。 内蒙古科技大学内蒙古科技大学 刘忠昌教授刘忠昌教授Fe-M-C马氏体脱溶时的平衡相 根据根据Fe-M-C系相图，可以得知在系相图，可以得知在A1以下温度平以下温度平衡态碳化物的类型。例如衡态碳化物的类型。例如Fe-V-C系合金钢，当系合金钢，当V含含量低于量低于0.2%，形成含，形成含V的合金渗碳体的合金渗碳体（Fe，V）3C；当；当V含量高于含量高于0.2%时，为

2、时，为（Fe，V）3C和和溶入少量铁溶入少量铁的的V-C系简单结构的碳化物系简单结构的碳化物,以以MC表示，表示，即（即（V，Fe）C； V含量增加到某一临界值后，渗碳体将消失，含量增加到某一临界值后，渗碳体将消失，产生单一的平衡相（产生单一的平衡相（V，Fe）C。 各种碳化物形成元素都有特定的平衡态碳化物各种碳化物形成元素都有特定的平衡态碳化物随着化学成分变化的序列随着化学成分变化的序列 图图6-166-16图图6-176-17不同合金元素平衡态碳化物类型与碳含量的关系不同合金元素平衡态碳化物类型与碳含量的关系 具有代表性的碳化物三类成分贯序具有代表性的碳化物三类成分贯序lV(Ti,Nb,Z

3、r)：M3C MClW（Mo）： M3C M23C6 M6Cl Cr： M3C M7C3 M23C62 2、Fe-M-CFe-M-C马氏体脱溶时的（温度、时间）马氏体脱溶时的（温度、时间） 贯序贯序l2.12.1平衡相为平衡相为M M3 3C C的的Fe-M-CFe-M-C马氏体脱溶马氏体脱溶l200200以上以上FeFe3 3C C析出之后，再升高温度，当合析出之后，再升高温度，当合金元素在金元素在FeFe基体中的扩散能力达到一定水平后，基体中的扩散能力达到一定水平后，将在回火时间内完成向将在回火时间内完成向相中扩散富集的过程，相中扩散富集的过程，从而形成合金渗碳体。即为：从而形成合金渗碳体

4、。即为： -Fe-Fe3 3CCM M3 3C C M M3 3C C中合金元素的溶解量取决于合金元素的种中合金元素的溶解量取决于合金元素的种类和温度类和温度 。2.22.2平衡相为复杂的合金碳化物的平衡相为复杂的合金碳化物的Fe-M-CFe-M-C马氏体马氏体的脱溶的脱溶 常见的以常见的以W、Mo为主要合金元素的马氏体以为主要合金元素的马氏体以M6C和和M6CM23C6为平衡相，脱溶的温度贯序为：为平衡相，脱溶的温度贯序为： -Fe3C-M3CM2C M6C 或或-Fe3C-M3CM2CM6CM6CM23C6 可见，在复杂的平衡碳化物形成之前，析出一种可见，在复杂的平衡碳化物形成之前，析出一

5、种简单碳化物，如简单碳化物，如W2C、Mo2C，作为过渡相。，作为过渡相。 M7C3 ，M23C6为平衡相的为平衡相的Fe-Cr-C马氏体马氏体的脱溶贯序的脱溶贯序l2 2）以）以M M7 7C C3 3 ，M M2323C C6 6为平衡相的为平衡相的Fe-Cr-CFe-Cr-C马氏体的脱溶贯马氏体的脱溶贯序（温度）为：序（温度）为：l-Fe-Fe3 3C-MC-M3 3CMCM7 7C C3 3l-Fe-Fe3 3CCM M3 3CMCM7 7C C3 3 M M2323C C6 6l可见，在可见，在-M-M3 3C C向向M M2323C C6 6转化过程中是以转化过程中是以M M7 7

6、C C3 3为过渡相为过渡相的。的。2.32.3平衡相为平衡相为MCMC的的Fe-M-CFe-M-C马氏体的脱溶马氏体的脱溶 含有含有V V、TiTi、NbNb等强碳化物形成元素的等强碳化物形成元素的Fe-Fe-M-CM-C马氏体，当马氏体，当M M和和C C的含量处于图的含量处于图6-166-16，图，图6-6-1717中中MCMC区时，在区时，在-Fe-Fe3 3C C析出以上温度的析出析出以上温度的析出贯序为：贯序为： -Fe-Fe3 3C-MC-M3 3CMCCMCFeFe3 3C C、-Fe-Fe2.42.4C C、-Fe-Fe2 2C C都是合金马氏体脱都是合金马氏体脱溶时的过渡相

7、。溶时的过渡相。 以合金碳化物为平衡相的合金马氏体的脱溶，是在该元素获以合金碳化物为平衡相的合金马氏体的脱溶，是在该元素获得足够扩散能力的条件下，发生一个合金碳化物取代得足够扩散能力的条件下，发生一个合金碳化物取代-Fe3C的新的新系列。那么系列。那么-Fe3C、-Fe2.4C、-Fe2C都成了该合金马氏体脱溶都成了该合金马氏体脱溶时的过渡相。时的过渡相。 全过程的温度贯序为：全过程的温度贯序为：马氏体中马氏体中Dc、HC（或（或） M2C、M7C3 M23C6、M6Cl MCl 400450多元合金马氏体的脱溶多元合金马氏体的脱溶l多元合金马氏体的脱溶比较复杂，难以进行理论处理。多元合金马氏

8、体的脱溶比较复杂，难以进行理论处理。W18Cr4VW18Cr4V钢马氏体基体（钢马氏体基体（0.5C,7.4W,4.5Cr,0.9V0.5C,7.4W,4.5Cr,0.9V）实际测）实际测得碳化物析出情况如下：得碳化物析出情况如下：在在550550600600没有列出碳化物类型，是由于析出物尺寸极为细小，萃没有列出碳化物类型，是由于析出物尺寸极为细小，萃取粉末的取粉末的X X射线衍射未能得出明确的结果。它可能是脱溶初期的射线衍射未能得出明确的结果。它可能是脱溶初期的G-PG-P区，区，或或M2CM2C的过渡相，即的过渡相，即M-CM-C原子偏聚区。原子偏聚区。2.4 Fe-M-C马氏体脱溶的时间贯序l郭可信最先报道郭可信最先报道700回火时，回火时，Fe-Cr-C, Fe-Mo-C, Fe-W-C马氏马氏体脱溶的时间贯序，即体脱溶的时间贯序，即 Cr: M3CM7C3 M23C6 、M7C3 W(Mo): M3C W2C (Mo2C) M23C6、M6CM6Cl这些脱溶析出相随着时间的变化速度强烈地依赖于温度。例如，这些脱溶析出相随着时