众所周知,一般
淬火过程是过冷
奥氏体经过无扩散型共格切变而转变为马氏体的相变过程.
在铁碳
状态图范围内,所涉及的几个基本相以及转变产物之中,马氏体比容是最大的.因此,淬火过程必定伴随着相变部位局部体积增大,从而导致基体内部体积变化不同步而引发应力,这就是组织应力产生的过程.
从宏观讲,作为多晶体的钢铁材料,晶粒粗大多是因为加热温度偏高.首先粗晶会形成粗大马氏体,从而使材料脆性大大增加;同时,加热温度高,奥氏体稳定性也高,淬火后残余奥氏体量增多,又会消弱材料强度.这两者都是导致工件产生变形甚至开裂的促进因素.
从具体晶粒讲,在同样的受力情况下,较细晶粒会使受力更分散,每个晶粒所承担的应力值变小.粗晶则会使单个晶粒承受相对更大的应力;此应力更难以得到协调和松弛.因而使开裂敏感性增大.淬火开裂基本都是穿晶的脆性断裂,,可以为此做出佐证.
晶界是各种晶体缺陷聚集的地方,晶界处具有高温时容易滑移,低温时强度较大的特点.晶粒每细两级,晶界面积就增大一倍.
因此.通过滑移,细晶粒材料在高温阶段冷却时,会使
热应力得到更多松弛或缓解;利用高强度,低温阶段冷却时便使组织应力受到牵制,一定程度上避免变形或开裂发生..粗大的奥氏体晶粒情形正好相反.因而粗晶导致工件产生较大变形甚至开裂的可能性便 大为增加.