高碳钢不同热处理相结构和尺寸变化+文献综述(14)
图14 G3试样衍射图谱
衍射图谱中有5个峰，对应的衍射角（2θ）分别为43.6°、44.52°、50.48°、64.76°、82.36°。sin2θ1=0.137914，sin2θ2=0.143497，sin2θ3=0.181826，sin2θ4=0.286795，sin2θ5=0.433526，则sin2θ1/sin2θ3=0.7584≈3/4，说明衍射角对应面心晶系的特征峰，干涉面指数为（111）、（200），分析出奥氏体存在。sin2θ2/sin2θ4/sin2θ5=2/4/6,说明衍射角对应体心晶系特征峰，干涉面指数为（110）、（200）、（220）。d2=2.0334（Å），d4=1.4383（Å）d5=1.1699（Å），根据式1-2得知a2=2.8757（Å），a4=2.8767（Å），a5=2.8656，平均值为2.8727（Å），与铁素体室温下的点阵常数接近，θ2对应马氏体（110）面特征峰，θ4对应马氏体（200）面特征峰，θ5对应马氏体（211）面特征峰。同时奥氏体衍射峰的强度弱，忽略碳化物衍射峰的存在，说明G3试样中马氏体为主，仍有少量奥氏体。
图15 G4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44.6°、64.92°。同样的方法分析出：θ1对应铁素体（110）面特征峰，θ2对应铁素体（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试样中只有铁素体，没有残余奥氏体。
图16 M1试样衍射图谱
9Cr18Mo钢来说，Cr元素与Mo元素会降低马氏体转变点（Ms），使得淬火试样中残余奥氏体增加。M1试样衍射图谱中有5个峰，对应的衍射角（2θ）分别为43.16°、44.3°、50.28°、73.84°、89.68°。以上面同样的方法分析出：θ1对应奥氏体（111）面特征峰，θ2对应马氏体（110）面特征峰，θ3对应奥氏体（200）面特征峰，θ4对应奥氏体（220）面特征峰，θ5对应奥氏体（311）面特征峰，而且奥氏体衍射峰的强度很高，说明9Cr18Mo试样中残余奥氏体含量很多。
3.3 热膨胀数据与分析
电脑记录生成的G2试样第一次加热过程尺寸随温度变化的关系曲线如图3-4所示。
图17 G2试样第一次加热过程尺寸随温度变化的关系图
第一次加热过程中，G2试样的尺寸除了受正常的热胀冷缩的影响外，还与相变过程有关，即其尺寸变化是由两部分组成：ΔL=ΔL热+ΔL相，为试样由于热胀冷缩引起的尺寸变化；为试样由于相变体积效应引起的尺寸变化；为试样加热或冷却时以上两种叠加结果引起的尺寸总变化。当不发生相变时，ΔL相=0，所以ΔL=ΔL热。25℃~280℃的加热过程中，线膨胀曲线上没有明显的拐点，代表试样正常升温膨胀过程，即马氏体的热膨胀过程，此时试样的尺寸变化只受热胀冷缩影响，ΔL=ΔL热。到了280℃，线膨胀曲线上有明显的拐点，代表马氏体转变为铁素体的过程，因铁素体的体积小，试样的体积会收缩且ΔL相小于0，但此时试样的尺寸同时受相变和热胀冷缩两种叠加结果的影响，从图中看出280℃以后试样的相对尺寸始终在增大，表明马氏体转变为铁素体引起的尺寸变化小于热胀冷缩引起的变化，即ΔL=ΔL热+ΔL相大于0。在370℃左右马氏体完全转变为铁素体+碳化物，370℃~700℃线膨胀曲线上没有拐点，代表铁素体与碳化物正常升温膨胀过程，此时试样的尺寸变化只受热胀冷缩影响，ΔL=ΔL热。
电脑记录生成的G2试样第二次加热过程尺寸随温度变化的关系曲线如图3-5所示。
图18 G2试样第二次加热过程尺寸随温度变化的关系图
第二次加热过程中，由于G2试样在第一次的加热后得到的室温组织为铁素体＋碳化物，试样不再发生相变，线膨胀曲线不会有拐点，曲线也只表现为铁素体以及碳化物的正常升温膨胀过程，此时试样的尺寸只受热胀冷缩的影响，ΔL=ΔL热，。图中曲线在313℃有个拐点很奇怪，可能是由于热膨胀仪加热炉中试样不小心动了一下，但不会是相变引起的。