中碳钢退火孪晶的形态及形成机制

来源:热处理技术图解手册作者:马伯龙

中碳钢退火孪晶的形态及形成机制_贺志荣

第3期贺志荣 解念锁 张永宏 中碳钢退火孪晶的形态及形成机制·3·图4 60钢1260℃ 30min油冷500×图560钢淬火试样二垂直面的合成组织320×4 讨论

4.1 退火孪晶的形成机制

根据前述退火孪晶的形态,可以推断退火孪晶有两种形成机制,即横向形成机制和纵向形成机制。

4.1.1 横向形成机制 横向形成机制的本质是层错。该机制适用于图1、2所示的“穿晶型”退火孪晶。

钢在加热过程中,随加热温度的升高及保温时间的延长,奥氏体晶粒通过大角度晶界的迁移不断长大。在迁移过程中,由于奥氏体层错能较低,在热应力、质点阻力等作用下很容易使晶界交角处{111}面的堆垛次序发生错排,即形成层错。该层错本质上就相当于一个原子厚度的孪晶。由于共格孪晶界的界面能小于大角度晶界的界面能,该层错就稳定下来成为孪晶核心,并随大角度晶界的移动而长大。在长大过程中,如果原子在{111}面上再次发生错堆,恢复原来的堆垛层序,则又形成一层错,即出现第二个共格孪晶界,即形成了一完整的穿晶型退火孪晶。

图6为具体形成过程。图6(a)给出了fcc晶胞中(111)晶面组与(110)晶面。若沿[110]方向观察,则(111)晶面组A、B、C、A及(110)晶面上的原子1—6的排列情况如图6(b)所示。为了便于观察(111)晶面组的排列情况,通过将图6(b)旋转或平移可得图6(c)。纵坐标为(111)面排列层序,横坐标为(111)面上原子位置,亦用…A、B、C…表示。

显然,两次层错后(111)面堆垛层序变为…ABCACBACBCABC…。A和B为二共格孪晶面。A以下及B以上区域的(111)面堆垛层序相同,且分别与A~

系。A~-------------[2][5]B之间的区域呈镜面对称关B之间的区域即为所形成的退火孪晶。

4.1.2 纵向形成机制 纵向形成机制的本质是不全位错按极轴机制的运动。该机制适用于图3所示的“中止型”退火孪晶。

由图3知,中止型退火孪晶由端部的非共格孪晶面,侧面的共格孪晶面及末端的晶界组成,,