高碳钢不同热处理相结构和尺寸变化+文献综述(13)
T1
T2 26.005
13.479
13.264 26.005
13.478
13.263 26.005
13.479
13.263 26.0050
13.4787
13.2633 22.633
11.738
11.571 7.7120
7.7433
7.8374
用EXCEL软件分别绘制GCr15、9Cr18Mo试样不同热处理密度变化曲线。（注：-196℃冷处理的温度在曲线中定为-10℃，-80℃冷处理的温度定为80℃。）
图10 GCr15不同热处理密度变化曲线
比较G1和G2试样，-196℃冷处理的试样密度比-80℃的更小，也就是体积更大，相同处理时间下一般冷处理温度越低，剩余的残余奥氏体越少。残余奥氏体的比容小，是体积小的相，说明-80℃冷处理后试样中残余奥氏体并未完全转变为马氏体，还剩余很少量的残奥。没有冷处理却以同样温度回火的G3试样密度比冷处理的G1、G2试样密度都大，体积要小，说明G3试样中残余奥氏体较多，在160℃下残余奥氏体可能还没发生转变。480℃回火的GCr15密度比160℃回火的大，体积明显要小，虽然淬火后的残余奥氏体转变试样体积会膨胀，但同时马氏体在一定温度也会分解，而且马氏体分解导致体积收缩量要比残余奥氏体转变导致的体积膨胀量要多，所以试样体积整体呈收缩趋势。于是通过二次称重法得到的数据可知G1试样与G4密度相差（7.8126-7.7811）&pide;7.7811×%=0.40%，也就是试样由马氏体组织转变为铁素体+碳化物组织体积收缩0.40%，由体积变化与尺寸变化的公式可知，试样尺寸减小0.40%&pide;3=0.13%。
图11 9Cr18Mo不同热处理密度变化曲线
9Cr18Mo试样中由于合金元素Cr与Mo的含量较高，而合金元素会降低Ms点，于是淬火后残余奥氏体量将增多，即使冷处理也将存在残余奥氏体。从四个试样的密度值可知，-196℃冷处理的试样密度比-80℃的小，残奥含量相对较少。9Cr18Mo从-196℃冷处理到480℃回火，残余奥氏体转变为马氏体或贝氏体时引起试样体积膨胀，而马氏体的分解引起试样体积的收缩，密度一直增大说明试样的体积一直减小，马氏体分解导致体积收缩量要比残余奥氏体转变导致的体积膨胀量要多。密度增大（7.7120-7.6731）&pide;7.7120×%=0.51%，体积减小0.51%，也就是试样尺寸减小0.51%&pide;3=0.17%。
对于T9钢，淬火后试样T2密度小，体积大。而没有处理的T9试样室温组织是珠光体，密度较大，体积相对小。珠光体转变为马氏体的过程中，体积增大，密度减小。通过二次称重法得到的数据可知淬火后密度减小（7.8418－7.7483）&pide;7.7483×%=1.21%,体积增大1.21%，试样尺寸增大1.21%&pide;3=0.40%。
3.2 XRD图谱及分析
图12 G1试样衍射图谱
衍射图谱中有2个明显的衍射峰，对应的衍射角（2θ）分别为44.36°、64.56°。计算出sin2θ1=0.14252，sin2θ2=0.285217。sin2θ1/sin2θ2=1/2=2/4,说明衍射角对应体心晶系的特征峰，干涉面指数为（110）、（200）。根据式1-1得知d1=2.040435（Å），d2=1.442355（Å）。根据式1-2得知a1=2.8856（Å），a2=2.8847（Å），平均值为2.8852（Å），铁素体的点阵常数室温下为2.8663（Å），又铁素体峰的位置与马氏体的重合，说明θ1对应马氏体（110）面特征峰，θ3对应马氏体（200）面特征峰。奥氏体衍射峰的强度很弱，忽略碳化物衍射峰的存在，说明G1试样中存在马氏体与奥氏体，而奥氏体含有少量。
图13 G2试样衍射图谱
衍射图谱中只有2个明显的衍射峰，对应的衍射角（2θ）分别为44.4°、64.48°。以上面同样的方法分析出：θ1对应马氏体（110）面特征峰，θ2对应马氏体（200）面特征峰，没有发现奥氏体的衍射峰，忽略碳化物衍射峰的存在，说明G2试样中只有马氏体，奥氏体不存在。