什麼是麻田散鐵
將沃斯田鐵急冷時,以不伴隨擴散的剪切型變態所生成的組織。在鋼中是過飽和固溶碳的體心正方晶,非常硬。
日文名稱: マルテンサイト
「麻田散鐵」出現在7領域的13道練習題中(熱處理與金屬材料, 材料的加工與接合, 表面處理與磨潤學等)。
這個名詞所屬的領域: 熱處理與金屬材料
將沃斯田鐵急冷時,以不伴隨擴散的剪切型變態所生成的組織。在鋼中是過飽和固溶碳的體心正方晶,非常硬。
日文名稱: マルテンサイト
「麻田散鐵」出現在7領域的13道練習題中(熱處理與金屬材料, 材料的加工與接合, 表面處理與磨潤學等)。
這個名詞所屬的領域: 熱處理與金屬材料
將鋼從沃斯田鐵區以快於臨界冷卻速度的速度冷卻時,碳原子沒有時間擴散形成雪明碳鐵。因此鐵原子集體些微錯動的剪切型變態便會發生,FCC的沃斯田鐵轉變為過飽和含碳的體心正方晶(BCT)麻田散鐵。原子的移動距離比原子間距短,變態以接近音速的速度進行。其特徵是變態前後成分不變,變態量不是由持溫時間而是由到達的溫度決定。
麻田散鐵變態在冷卻中於Ms點開始,隨溫度下降而進行,在Mf點大致結束。碳量或合金元素越多,Ms與Mf越低,碳量多的鋼Mf低於室溫,因此會殘留未變態完全的殘留沃斯田鐵。殘留沃斯田鐵會隨時間變態而成為尺寸變化的原因,因此精密零件會進行冷卻到0℃以下的深冷處理。急冷時的體積膨脹與溫差,也會成為淬火裂紋與變形的原因。
麻田散鐵的硬度主要由碳量決定,過飽和碳造成的巨大晶格應變與高差排密度強烈阻礙差排的運動。另一方面它非常脆,因此通常經過回火後使用。回火時過飽和的碳以微細碳化物析出,內部應力緩和,硬度雖然下降,韌性卻大幅恢復。工具等使用低溫回火,軸與齒輪等使用高溫回火(淬火回火合稱調質),依用途區分,以得到合適的硬度與韌性組合。
麻田散鐵變態並不是只發生在鋼中的現象。在Ni-Ti合金中,利用麻田散鐵變態與逆變態可得到形狀記憶效應與超彈性,用於醫療用線材與致動器。氧化鋯由正方晶到單斜晶的變態也是麻田散鐵式的變態,被用於相變韌化。這些都具有不伴隨擴散、原子協同錯動的共同機制,變態的結晶學決定了巨觀的性質。變態溫度隨合金成分大幅改變,因此成分管理很重要。
因為碳過飽和固溶而使晶格大幅畸變,加上變態導入許多差排與雙晶,差排非常難以運動。硬度主要由碳量決定。
冷卻速度慢於臨界冷卻速度時,途中會生成波來鐵或變韌鐵。粗大構件的中心部不易冷卻,因此會使用硬化能高的合金鋼,或使用冷卻能力高的冷卻劑。
在Mf點低於室溫的鋼中,淬火後未變態而殘留的沃斯田鐵。它會隨時間變態而改變尺寸,因此以深冷處理或回火減少。
將沃斯田鐵以快於臨界冷卻速度的速度急冷時,碳來不及擴散,原子集體些微錯動的剪切型變態便會發生,生成過飽和含碳的體心正方晶(BCT)麻田散鐵。
關於鋼的麻田散鐵變態的敘述,下列何者正確?兩者都是縱軸為溫度、橫軸為時間(對數)的不同圖,冷卻速度快於鼻部即可得到麻田散鐵。
TTT圖(恆溫變態圖)與CCT圖(連續冷卻變態圖)的差異,下列何者正確?硬化能是指淬火時能得到麻田散鐵的深度(淬硬的難易)。
在鋼中添加Mn、Cr、Mo等合金元素可提高硬化能。其理由下列何者正確?淬火狀態的麻田散鐵雖然硬,但非常脆,也帶有很大的內部應力。
對淬火後的鋼進行回火的主要目的為下列何者?裂縫前進時,其尖端的拉伸應力使正方晶以麻田散鐵式相變轉變為單斜晶,產生約4%的體積膨脹。
部分穩定氧化鋯顯示高破壞韌性的主要原因為下列何者?