从缺陷的角度考虑,为什么一般的金属材料都会因为淬火而变硬?

2024-05-18 13:33:57

淬火实际上是一个快速冷却的过程,在淬火的过程中,合金的高温相来不及转变成低温相,而被冻结在一个热力学上的亚稳态。以钢(主要成分为FE和C)为例,高温下FE的稳定相是Γ-FE(面心立方),低温下则是Α-FE(体心立方)。碳在后者中的溶解度低,因此缓慢降温时均相(奥氏体)的高碳钢会析出FE3C(渗碳体)和Α-FE(铁素体)两相。而快速冷却时,奥氏体会直接转变成亚稳态的马氏体(体心立方),从而避免了相分离。马氏体中填隙的碳原子起到了很好的固溶强化作用;马氏体在快速冷却过程中产生大量缺陷,起到了钉扎位错的作用,因此淬火后钢材的硬度和强度都会提高。其它合金的淬火过程,基本也是为避免低温下的相分离以充分利用固溶强化效应,同时在快速冷却过程中产生大量缺陷,从而提高材料的硬度和强度。

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