关于低碳合金钢的固溶处理和时效处理问题

Julian · 发表于 2017-2-20 15:57:23

今天看到书上说固溶处理(solution treatment):指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
那么说马氏体转变和贝氏体转变都属于固溶处理？那么还有一个问题，贝氏体转变的低碳低合金钢放在自然环境下是否会产生沉淀硬化（时效强化）呢？

sheyingyong · 发表于 2017-2-20 16:17:42

没有学习过，有待学习

Julian · 发表于 2017-2-20 16:19:36

sheyingyong 发表于 2017-2-20 16:17
没有学习过，有待学习

同学习

清淡 · 发表于 2017-2-20 16:58:22

我理解的固溶是把溶质固溶到溶剂里，一般我们拿不锈钢来举例，304 316这些不锈钢，由于碳的析出造成晶间腐蚀开裂，我们采用固溶，就是把碳溶到奥氏体里。对于你里面提到的，得到过饱和固溶体我不赞成，一般的碳钢，碳并不是说一定过饱和的溶在奥氏体里，奥氏体溶碳能力强，在急冷的时候，面心立方向体心立方转变，体心立方溶碳能力有限，但是来不及析出碳，这个才叫过饱和（个人认为），所以说固溶就是得到过饱和固溶体用词不当。

热处理协会 · 发表于 2017-2-20 18:02:14

清淡发表于 2017-2-20 16:58
我理解的固溶是把溶质固溶到溶剂里，一般我们拿不锈钢来举例，304 316这些不锈钢，由于碳的析出造成晶间腐 ...

有自己的见解不错，独立思考值得赞美。
过去我过一段学习物理的经历，真的学的不是很好，每次都是年级第二名，不过也不怪老师教的不好，是我只花费别个十分之一的精力在学。我记得有这么一句话关于“析出”，那就是饱和才会析出，过饱和也只不过是相对饱和而引入的概念。当然里面也有一个理论不同温度饱和度是不一样的。你不能以现在温度的饱和度去判断加热时候的。

aaron01 · 发表于 2017-2-20 20:17:51

本帖最后由 aaron01 于 2017-2-20 20:19 编辑

马氏体是过饱和的，其高硬度也是来自于碳的过饱和造成的晶体缺陷，当马氏体或者贝氏体的过饱和度下降的时候，晶格缺陷减少，硬度是呈下降趋势的。
而某些合金固溶后的时效处理，是靠的第二相弥散析出强化，比如沉淀硬化不锈钢，是铜的金属间化合物析出造成的强化。
两者区别是，前者的过饱和是小原子间隙固溶的，造成的晶格畸变大，过饱和度对硬度影响大，回火后因为过饱和度下降的作用，大于第二相碳化物析出强化的作用，整体硬度呈下降趋势。
后者的过饱和是置换固溶的，我们知道置换固溶对晶体畸变造成的影响很小，所以过饱和度对固溶体硬度的影响小，远小于时效的第二相析出强化的效果，时效后总体呈现硬度上升趋势。

jiangsuwanhua · 发表于 2017-2-20 20:49:21

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Julian · 发表于 2017-2-21 08:57:01

清淡发表于 2017-2-20 16:58
我理解的固溶是把溶质固溶到溶剂里，一般我们拿不锈钢来举例，304 316这些不锈钢，由于碳的析出造成晶间腐 ...

这个我觉得不对呢你说的不锈钢固溶处理是高温条件下使碳溶到奥氏体里此时奥氏体的最大溶碳量较大但是从固溶温度冷却下来后奥氏体的溶碳能力下降来了这个时候碳在奥氏体中还是处于过饱和状态啊

Julian · 发表于 2017-2-21 08:58:50

热处理协会发表于 2017-2-20 18:02
有自己的见解不错，独立思考值得赞美。
过去我过一段学习物理的经历，真的学的不是很好，每次都是年级第 ...

这个赞同

Julian · 发表于 2017-2-21 09:16:42

aaron01 发表于 2017-2-20 20:17
马氏体是过饱和的，其高硬度也是来自于碳的过饱和造成的晶体缺陷，当马氏体或者贝氏体的过饱和度下降的时候 ...

就是说碳的过饱和造成的晶格畸变的强化效应远大于时效处理产生的沉淀强化效应能这么理解吧

清淡 · 发表于 2017-2-21 09:20:07

Julian 发表于 2017-2-21 08:57
这个我觉得不对呢你说的不锈钢固溶处理是高温条件下使碳溶到奥氏体里此时奥氏体的最大溶碳量较大但是 ...

我没有说冷却下来奥氏体的溶碳能力下降，只是高温下碳更容易溶入而已。冷却后只要奥氏体结构不变，不会存在过饱和（个人观点）

aaron01 · 发表于 2017-2-21 09:56:18

Julian 发表于 2017-2-21 09:16
就是说碳的过饱和造成的晶格畸变的强化效应远大于时效处理产生的沉淀强化效应能这么理解吧 ...

可以理解成：
不管是自然时效还是人工时效，都是造成固溶体过饱和度下降的，同时也都会引起第二相析出强化。
而过饱和度对置换固溶体硬度影响不大，却对间隙固溶体的硬度影响非常大，所以才会造成不同的结果。

simida · 发表于 2017-2-21 11:15:54

清淡发表于 2017-2-20 16:58
我理解的固溶是把溶质固溶到溶剂里，一般我们拿不锈钢来举例，304 316这些不锈钢，由于碳的析出造成晶间腐 ...

清淡，你说的我不太看得懂，还以为固溶处理就是保留奥氏体为基体的热处理方式。

除了锰钢，不锈钢，请问还有什么钢使用固溶处理呢？

固溶处理与沉淀硬化处理不知道是否是一样的

热处理协会 · 发表于 2017-2-21 12:00:12

清淡发表于 2017-2-21 09:20
我没有说冷却下来奥氏体的溶碳能力下降，只是高温下碳更容易溶入而已。冷却后只要奥氏体结构不变，不会存 ...

我最喜欢和有思想的人聊天，因为可以相互学习。
我没有要卖弄的意思，毕竟我看的这类书也不是很多。金属材料热处理刊物上有一篇关于球铁等温淬火成奥贝球铁的故事，其中就引入了富碳奥氏体的概念。我自己的理解之所以保留了奥氏体结构是因为它富碳了，也就是说碳过饱和了，相当于把它撑成这种结构结构才保留了奥氏体。前面记载是事实，后面理解是自己瞎想的，可以讨论的。

清淡 · 发表于 2017-2-21 12:11:54

热处理协会发表于 2017-2-21 12:00
我最喜欢和有思想的人聊天，因为可以相互学习。
我没有要卖弄的意思，毕竟我看的这类书也不是很多。金属 ...

奥氏体氏面心立方结构，这是结构决定的。拿淬火来说，是奥氏体向马氏体转变，其实也是面心立方向体心立方转变的，你应该知道这两种空间点阵结构，他们一个晶胞内铁原子数不同，排列方式也不同，而且铁原子和铁原子间的空隙也不一样，这就是为什么面心立方溶碳比体心立方多的原因，也是为什么奥氏体状态淬火体积会膨胀的原因。而对于你说的是由于奥氏体被碳撑住不能转变，这个我不太赞成（个人观点）。互相讨论才会去探索，这一直是论坛各位专家的观点，只要没有什么粗话，是欢迎提出质疑的。

热处理协会 · 发表于 2017-2-21 13:47:07

清淡发表于 2017-2-21 12:11
奥氏体氏面心立方结构，这是结构决定的。拿淬火来说，是奥氏体向马氏体转变，其实也是面心立方向体心立方 ...

关于奥氏体淬火火体积膨胀我没有找到相关支持，只是有钢件淬火会体积膨胀，这两个没有可比性，因为钢件加热本身就已经体积膨胀了。而且鄙人认为奥氏体体积是大于最后形成的马氏体的。
你有没有想过另一个问题，为什么碳含量高后，相对而言残奥会多？难道跟碳含量无关？任何事物都是有联系的。支持相互讨论。

cnszgong · 发表于 2017-2-21 14:37:23

本帖最后由 cnszgong 于 2017-2-21 15:27 编辑

我个人觉得楼主所说的：“固溶处理(solution treatment):指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。”其实是指湛火。和奥氏体型不锈钢的固溶是两个概念。奥氏体型不锈钢在高温下是奥氏体、在常温下也是奥氏体（面心立方晶格），目前市场上的奥氏体型不锈钢含碳量最多不会超过0.2%，因此不存在“过饱和固溶体”这种说法。马氏体通常是指碳在α-Fe（体心立方晶态结构）中的[color=Red]过饱和固溶体。钢中马氏体的硬度随含碳量的增加而提高。高碳马氏体硬度高而脆，低碳马氏体则有较高的韧性。但无论含碳多少，马氏体都是奥氏体转变产物中硬度最高的。

cnszgong · 发表于 2017-2-21 15:53:58

热处理协会发表于 2017-2-21 12:00
我最喜欢和有思想的人聊天，因为可以相互学习。
我没有要卖弄的意思，毕竟我看的这类书也不是很多。金属 ...

富碳奥氏体----在dhzhou888前辈的文章《球墨铸铁的强韧化处理》中有过介绍。

热处理协会 · 发表于 2017-2-21 17:01:50

cnszgong 发表于 2017-2-21 14:37
我个人觉得楼主所说的：“固溶处理(solution treatment):指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分 ...

不错就应该这样想，能想到这里已经很牛比了

，做热处理的我觉得有80%的人想不到这里。
不过对于奥氏体钢也确实想同你讨论下，我们做的固溶难道是只为了固溶一点碳？你说的很对，其实奥氏体钢碳含量非常低，远低于0.2%。我的理解是固溶合金元素。因为就那一点碳，夸张点讲就说铁素体也有碳但是再怎么淬火也成不了马氏体，因为碳饱和不了。同样我们讲奥氏体不锈钢，之所以不锈在狭义的基础上碳越少越不锈。只是个人理解，有偏差欢迎交流。

热处理协会 · 发表于 2017-2-21 17:16:55

cnszgong 发表于 2017-2-21 15:53
富碳奥氏体----在dhzhou888前辈的文章《球墨铸铁的强韧化处理》中有过介绍。 ...

四个字：百科全书，我最遗憾的是记性不太好，这些内容都记不住。不过也有个好处，所有的不快乐也就不住，所以每天都是快乐的，都能睡好觉。

cnszgong · 发表于 2017-2-21 17:27:30

热处理协会发表于 2017-2-21 17:01
不错就应该这样想，能想到这里已经很牛比了，做热处理的我觉得有80%的人想不到这里。
不过对于 ...

对于奥氏体不锈钢：固溶处理使钢中的碳化物在高温加热是溶入奥氏体中，并为随后的快冷固定在奥氏体中，这样可以提高奥氏体不锈钢的耐腐蚀性。

cnszgong · 发表于 2017-2-21 17:31:07

热处理协会发表于 2017-2-21 17:16
四个字：百科全书，我最遗憾的是记性不太好，这些内容都记不住。不过也有个好处，所有的不快乐也就不住， ...

http://www.rclhome.com/forum.php ... 6%E5%A4%84%E7%90%86这是dhzhou888前辈的文章《球墨铸铁的强韧化处理》，其实网上有些百科的东西也不一定是正确的。

热处理协会 · 发表于 2017-2-21 18:23:10

cnszgong 发表于 2017-2-21 17:27
对于奥氏体不锈钢：固溶处理使钢中的碳化物在高温加热是溶入奥氏体中，并为随后的快冷固定在奥氏体中，这 ...

有道理

骑驴者何人 · 发表于 2017-2-22 08:23:45

淬火是要发生组织转变的；固溶处理不一定发生组织转变。淬火强化是相变强化；固溶处理后面通过时效处理的析出相弥散强化。我觉得还是有所区别的。

柠檬可乐 · 发表于 2017-2-22 08:54:06

固溶处理是加热使第二相（过剩相）溶入基体中起强化，快速冷却是为了使第二相不析出。固溶后通过人工失效或自然时效，使弥散相析出起沉淀强化。
我觉得淬火属于固溶处理的一种，回火属于时效的一种。属于母集和子集的关系，不知道对不对。

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关于低碳合金钢的固溶处理和时效处理问题

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