顯微鏡觀察低碳鋼合金熱加工碳化物顯微結構變化
鋼的顯微組織對應變疲勞的影響
淬火回火鋼疲勞過程顯微組織和位錯結構的變化
概述淬火鋼和淬火圓火鋼可以發生循環硬化和循環軟
化，引起效應的原因顯然在于疲勞加載過程，材料的顯微組織
和位錯結構的變化。常溫的疲勞加載過程中，經≥60℃時效的低
碳鐵索體鋼試樣中發生直徑大約300埃的共格碳化物小片的局
部破碎。在這些局部區域中碳化物較后減小到低予臨界尺寸，
然后溶解而形成沒有沉淀物的易滑移的路徑。200℃時效處理
的低碳鐵索體鋼獲得大約300埃的較大碳化物，在循環加載過
程是穩定的，并且起著位錯源的作用，給整個基體造成較均勻
的位錯分布。此外，淬火低碳鋼的循環硬化量隨溶解碳
原子的濃度而增加。這是動應變時效的影響。在低塑性應變振
幅范圍，小位錯圈被溶質析集所捕獲和穩定化，因而動應變時
效導致高位錯密度。
當疲勞試驗溫度升高到60或90℃時。淬火鋼中循環應變
時效使基體中沉淀出來微細的中間碳化物顆粒，以及使滑移帶
與基體界面處和滑移帶相交處的滲碳體顆粒異常長大。因為位
錯運動阻止了位錯被釘扎，于是也阻止了沉淀，所以在滑移帶
內沒有沉淀。
淬火和從室溫到240℃之間時效的低碳鐵合金中沒有發現
任何碳化物的溶解。存在碳化物時發生的循環硬度變化，可能
是由于形成了位錯胞結構，其尺寸決定于碳化物的大小和間距
當低于屈服點進行循環加載時，退火低碳鋼先循環軟化然
后循環硬化。初期循環加載階段的軟化是因為不連續塑
性應變區中可動位錯的增殖。迸一步的軟化是由于這些塑性應
變區的擴大。
隨著的硬化是由于加工硬化。馬氏體
時效鋼不論退火狀態還是時效狀態均發生循環軟化。
退火鋼的循環軟化是由于馬氏體條中無序位錯網蘑新列陣為輪廓
清楚的胞狀結構。時效組織的軟化是由于沉淀物周圍幾何上必
要的位錯重新列陣。
中碳鉻鉬鋼淬火回火中碳CrMo鋼在疲勞過程中發生顯
微組織和位錯顯微結構的變化。中碳CrMo鋼淬火時形
成的馬氏體的顯微組織主要是具有高位錯密度的平行板條束
集，同時也存在一些孿晶馬氏體。此外還發現一些單獨的大板
條，這些馬氏體中位錯顯微結構明顯可辨。中碳CrMo鋼經
過400，550和650℃回火得到的組織與低碳到中碳的鋼中所
觀察到的回火組織相似。即對予等溫回火來說，升高回火溫度
位錯密度下降，碳化物類型由碳化物變為滲碳體，而碳化物
仍然分布于馬氏體板條內或沿著界面排列。
