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什么是奥氏体和马氏体不锈钢?

  这么久没出来,主要是因为最近项目忙。

  几天前,一些朋友看到了我朋友圈发来的五一节风景照片,称赞我,对我说,你已经很久没有更新日记了,我想你没有更新。

  不,今天,我来了。

  言归正传。

  事实上,由于其良好的物理和力学性能,奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢经常用于机械设计。

  常用的马氏体不锈钢AISI420和AISI440C,弹性模量为215Gpa,420淬火和回火热处理后,屈服强度可达345Mpa-1420Mpa,440C屈服强度甚至可以在热处理后达到1900Mpa。

  淬火可以理解为蘸,即将烧红的金属元件就像蘸辣椒酱一样,便于理解和记忆。蘸金属有点重。

  马氏体不锈钢系统

  众所周知,奥氏体不锈钢无磁性,耐腐蚀性好,如303、304、316、202等。

  所以问题是,什么是奥氏体不锈钢?什么是马氏体不锈钢?为什么磁性和耐腐蚀性不同?应用程序有什么区别?

  所以这两天我重新梳理了两者的区别。今天我就来分享一下。如有错误,请指出,共同进步。

  说到马奥体,我想我们必须从纯铁开始。

  众所周知,当纯铁加热到熔点1538度以上时,纯铁变成液体。

  结晶是指液体变固体。

  这里有几个关于晶体的概念,需要释放。

  装满一辆车后,几盒苹果被称为晶粒。不同尺寸的汽车可以装不同数量的盒子,形成不同尺寸的晶粒。所有的汽车都装满了,运输给客户,形成晶体。

  如铁结晶成体心立方结构,从熔点到1394度,称为-Fe,从1394到912度,结晶成面心立方结构,称为-Fe,当温度降至912度以下时,又有体心立方结构,称为-Fe。

  众所周知,水可以溶解糖、盐等易溶物,称为液溶。

  碳溶于-Fe称为铁素体FerriteF,碳溶于体心立方结构-Fe称为奥氏体Austenite=Au,奥氏体塑性好,易变形,仍有面心立方结构。

  如果碳的质量分数超过两者的溶解度极限,会发生什么?

  我们有奥氏体的概念。

  当温度低于727度时,奥氏体会与其他组织混合形成新的组织,而我们通常使用的不锈钢大多在室温下。

  铁碳相图微组织

  当含碳量为4.3%时,室温下的组织是奥氏体和渗碳体的混合物,即莱氏体Ledeburite,用Ld表示。

  奥氏体不锈钢从何而来?

  合金是指金属元素与其它元素结合形成具有金属特性的物质。例如,家里的铝合金窗是由铝、镁和硅组成的合金,厨房水龙头的主体一般是铜合金,主要是铜和锌,但也含有少量的铅。

  在室温下,不同质量分数的碳钢在加热到临界温度以上后会形成奥氏体。奥氏体的一个特点是在不同的温度范围或冷却速度下形成不同的组织。

  例如,在727-560度的临界温度下,含碳量为0.77%的碳钢(又称共析钢)将形成560-560度的珠光体Ms等温会形成贝氏体Ms-Mf等温形成马氏体。

  分析钢中的组织可能存在奥氏体等温转换图

  560到奥氏体Ms温度和铁素体首先在奥氏体晶体边界沉淀,然后在铁素体中沉淀小渗碳体,因此贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体的混合物。

  因为马氏体在Ms-Mf转换温度低,速度快,只有铁素体的晶体结构发生变化,碳原子没有时间重新分布,保留在马氏体中,碳质量分数与母奥氏体相同,所以马氏体是碳-Fe过饱和固溶体。

  当然,由于工件在实际热处理中经常连续冷却,而不是保温,常温组织通常采用冷却速度进行估计。

  例如,退火(Annealing),相当于炉冷,冷却速度105–103K/s,由于组织在缓慢冷却过程中生长缓慢,因此得到的组织是粗片珠光体。

  最后在水中淬火,快速冷却,得到马氏体组织,因此淬火的目的是得到马氏体。

  说到这里,我觉得有必要谈谈退火和正火热处理的含义。

  退火可以理解为工件内部的火,金属和人一样有火,比如内部的热应力就是火。退火不能太急,必须慢慢来,才能见效,就像生气一样,可以通过喝茶慢慢降火。

  正火,从单词Normalize进化可以理解为正常化。正常化是什么?由于炉内或水中的冷却是人为控制的,因此空气中的冷却不需要人为控制,可视为正常冷却。

  在应用方面,低碳钢和低碳合金钢通常以正火为准备热处理,而高碳钢一般以退火为准备热处理,因为碳含量高,硬度高,不易加工。

  奥氏体体和马氏体中获得奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢需要一步。

  然而,当加入足够的合金元素时,奥氏体相区会扩大,如9%镍或13%锰A三线下降,使奥氏体在室温下稳定,形成奥氏体钢。

  为什么要在碳钢中加入合金元素?

  添加合金元素可以弥补这些缺点,因此合金钢在实际工程中应用广泛。

  例如,Si、Cr、AL、Ti当铬含量达到17%-28%时,奥氏体区域在室温下消失,钢在室温下呈单相铁素体组织,称为铁素体钢。

  奥氏体不锈钢在低碳钢的基础上,加入了17%-25%的铬和8%-29%的镍,如典型的18-8型奥氏体不锈钢,即铬≥18%,镍≥8%合金钢。

  什么是电化学腐蚀?例如,钢中的珠光体是铁素体和渗碳体F3C层片组织在硝酸酒精溶液中形成无数微电池。电位低,形成微电池阳极,铁离子不断沉淀,即腐蚀,F3C电位高,形成微电池阴极,将电子传递给溶液中的氢离子,形成氢气。

  同时,铬的加入提高了基体的电极电位,并在钢表面形成了致密的氧化膜Cr2O因此,钢在某种介质中不易生锈,因此被称为奥氏体不锈钢。

  由于合金元素单一,马氏体不锈钢仅在大气、水蒸气等非氧化介质中具有良好的耐腐蚀性,而在非氧化介质中具有较低的耐腐蚀性,如盐酸溶液。

  在这里,我们终于明白了奥氏体和马氏体不锈钢的概念。

  根据磁铁吸铁的原理,马氏体和铁素体可以被磁化。

  不管怎样,马氏体和铁素体都是磁性的,但奥氏体没有磁性或弱磁性。

  有时奥氏体呈磁性有两个原因。

  此外,冷加工后,奥氏体不锈钢的组织结构也会转化为马氏体。冷加工变形越大,马氏体转化越多,钢的磁性越大。

  另外,我们的钣金件一般用304钢板弯曲,最常用的厚度是1mm,1.5mm,2mm和3mm。当然,有时只用铝板弯曲,用黑色表面处理,防止生锈。

  420和440C由于调质后屈服强度高(淬火加高温500-650度回火),常用于强度要求高的设计。例如,正如我之前提到的,机器人快速返回设备中的灵活定位销。

更多材料及技术问题请咨询 张经理:13952444299 (微信同号)
浏览次数:1295次更新时间:2022-12-01
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