按记忆重复一下八爷的话,强化三手段:固溶/相变(有碳马,无碳马)/析出(不管是NbC还是金属间化合物)。
下面是我自己想串起整个过程的想法。材料初始是有缺陷的,想强化:1恢复到材料的理论值,像钢丝绳,使材料变为单晶?(这部分讲的少,不确定)
2材料缺陷无法避免,使用位错使其强化。韧性材料两种失效理论,最大切应变准则,畸变能准则,都倾向剪切失效,最根本的还是将晶粒与晶粒间的缝隙塞满,即用固溶手段使碳融入晶粒,再利用马氏体的膨胀使晶粒没有(减少)自由移动空间。更进一步,使用细小晶粒,进一步减小间隙。
析出在此分出两种不同强化,1使晶粒自身强化(晶粒内部生成碳化物,二次硬化),2使用析出物继续填充间隙(析出或时效强化),不知道再怎样将前段时间提到的晶界强,拉晶粒,晶粒强拉晶界再串起来。
上面是我的想法,肯定很多错的。
还是讲八爷的话吧。
几种析出强化:
二次硬化:含Cr Mo V Ti Nb 等碳化物的合金钢,经淬火并在500-600之间回火,硬度不仅不降低,反而升高到接近淬火时硬度值的现象。是碳化物的析出和奥氏体转为马氏体或贝氏体形成的。(一位大侠说可以理解为在晶粒内部生成。所有含碳强化都是强化晶粒?)
45钢因含碳,只谈二次硬化。虽然不能二次硬化。
沉淀硬化和马氏体时效钢是低碳或无碳合金钢。
沉淀硬化:固溶后,在一定温度加热保温,组织中其他元素如Al Cu Cr Ni 单独聚集后与母体交替融合,形成一种新的点阵结构强化机理。
时效:固溶强化后,再时效处理,保温几小时,合金元素与铁元素形成金属间化合物,弥散分布在马氏体周围,相当于扎钉强化。
45钢基本不含合金元素,二次硬化无从谈起。马氏体回火成珠光体才能提高韧性,但为维持马氏体只能低温回火,这就是调制,这又会导致回火脆性。
40Cr少用的本质原因是杂质控制不好,炼制工艺简单(白点是氢元素的聚集变成分子产生的),42CrMo(不确定,也是一个替换40Cr的材料)因为多了精炼过程,有效控制了杂质。
4340是因为4130强度不够,提碳提强度用Ni增加韧性发展出来的。
4340缺点:回火温度低,脆性大,很难处理,回火温度高了,马氏体分解,强度不够。
抗拉强度900,不用刻意提纯。到了1000,必须提纯。到了1200,就要极端手段。
42CrMo美国牌号4140,不知道怎么串起来。
说到4340,接下来就是300M,玩碳玩到极致,主要是加硅阻碳,提高了回火温度。
300M之后就是Fe10Ni发展出来的马氏体时效钢,没有了碳,不存在碳往外跑的问题,开裂趋势自然很小,碳少,不需要那么大的冷却强度,一样有马氏体,刚度小,应力腐蚀效应低,抗应力腐蚀能力大。但刚度小,抗非应力腐蚀能力不如碳强化的。
再说个以前的问题,齿轮钢轴承钢统一了,因为强度够了,只剩热处理工艺有细微差别。
0超高强度结构钢的历史及发展
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