jsenchun 蒋工答疑系列之四十六：马氏体、相结构、碳原子

热处理老兵

为什么呢 发表于 2013-6-11 01:46
张老好！
您不认为楼上的不是学热处理专业的吗？

    小伙子您好？谢谢您的问候！
    我认为至于学什么专业的并不重要，主要要看他对这个科学领域问题的认知度。见过一些老的热处理专业的大学毕业的人，一辈子靠的是那张文凭而当上了人事局颁发的‘高工’的资质，但一事无成或谈到专业问题却是歪理邪说。也有虽是老中专毕业，但本人悟性好，肯钻研却在这个领域之中有所造诣。请看，有些人只能循规蹈矩的学，而对新鲜事物不去认真的思考、认识，那么科学又怎么发展？‘不破不立’这是科学进步的法则，也是社会进步的法则。试问 ：哪一种科学立论再它一出现的时候就被大家所认同？第一位搞热处理专业的人过去也是学的热处理专业吗？凡此种种不一一评述了。我认为，“英雄无论出处”！蒋工的理论至少给了我们新的启迪，值得认真思考和揣摩从中受益。
    小伙子 ：你对有的在一线工作的人一个月可以发表一篇‘论文’并每个月连续发多少篇，自我表白一共发表了多少多少论文认可吗？也许是我涉足此专业太浅，依我看有点滑天下之大稽只是哗众取宠自吹自擂而已！

jsenchun

热处理老兵 发表于 2013-6-11 00:58
尊敬的蒋工 ：您好？
    我十分敬佩您契而不舍的学习研究精神！您的‘六十问’开拓了我的视野， ...

你好，不要太客气。铅笔中的‘铅’和金刚石本是一种物质‘炭’（或叫‘碳’）。这个问题我在十年前也遇到，当时身边这个刚毕业三年的学生，回答我说，“金刚石就是碳，很硬啊”，现在我身边就有一个曾在三一重工负责制造硬质合金的专家，告诉我主要是温度与压力的原因。其实3500°温度一条就够说明了。
    “结构论”的根据是“材料的性能是由结构决定的”这一材料原则，看到碳化物遍布，问起碳化物结构，想到碳化物含量，琢磨铁的结构，不由得疑问百出。其实室温下碳钢的结构98%是体心立方晶格，其余为杂质。珠光体、贝氏体、马氏体是淬火产物。注意一点是，铁素体是“其晶体的局部有缺陷，几个碳原子乘机加入，它们的体积是原子与晶体的关系，体心立方晶体并不是完美无瑕的，几乎全部都存在瑕疵，铁素体就是瑕疵处加入几个碳原子而得名”。铁素体的硬度几乎与体心晶体相同。

     


  

jsenchun

为什么呢 发表于 2013-6-11 06:55
人们一直搞不清楚“马氏体”的结构是什么?????

您能找到长、宽、高相同的马氏体吗? 肯定不行。 马氏体是不稳定的组织，不稳定过渡组织是不会有结构的，其组织随时间、温度的不同而变化的。

ht1234

热处理老兵 发表于 2013-6-11 00:58
尊敬的蒋工 ：您好？
    我十分敬佩您契而不舍的学习研究精神！您的‘六十问’开拓了我的视野， ...

不好意思，插嘴了。。。
那个不是蒋先生提出来的，可能也不是哪位特定的人提出的，大概是研究材料的人几十年的共识，即对材料科学而言有四样东西最重要，分别是结构、性能、加工和成分（最后一个有多种说法，也可能是服役行为之类的），他们互为犄角，构成一个四面体。
铅笔里的铅是石墨和粘土为原料做出来的，越软的石墨含量越高，2B的就比H的高，金刚石也是碳元素构成的，它的结构很典型，所以就叫金刚石结构，搞得其他的一些化合物有相同晶体结构的也叫这个名字。石墨和金刚石的区别就是，石墨是一种层状的结构，层内结合比较强，层间结合很弱，所以表现得比较软，金刚石的结合作用是立体的，没有层，各个方向都很强，所以表现得硬。但这其实也就是大概说说，真正的情况还要复杂，当然根本原因是结构不同，真正深究下去，我们又会发现结合之强弱和硬度这种东西关系并不那么直接。。。（实际上是因为除了晶体的结构外，还有原子的电子结构的原因。。。结构包含的东西很多）
不过结构决定性能这话其实已经是一种形而上和方法论的角度的说法了，只是提醒我们研究性能时，抛开结构等等是不适合的，其实实际应用中是没人管这话的。。。或者说要做一个合理的研究，结构决定性能这种话就应该自然地作为首要因素考虑到，不会特别关照去考虑的。。。

热处理老兵

jsenchun 发表于 2013-6-11 09:58
你好，不要太客气。铅笔中的‘铅’和金刚石本是一种物质‘炭’（或叫‘碳’）。这个问题我在十年前也 ...

    谢谢蒋工的指教！

yanglianjin123

学习了那么多年，可能是我们孤陋寡闻了，但是新的东西和知识总是在慢慢的被人认可和变成真理或缪论，知识的固话让我们摆脱不了前人给我们遗留下来的知识和经验，但是社会总是要革新的，文明也还在进步，别人的观点或许现在不得到认可，以后或许会被证实是正确or错误，只是我们这些学习热处理的暂时理解不了而已，呵呵不管怎么样，从各位前辈的讨论中让我对马氏体的认识又提高了一个层次，谢谢各位前辈。

jsenchun

guizhou5203344 发表于 2013-6-11 00:54
面心立方向体心立方转变？我也可以理解为是阿尔法铁，那么认为常态(920℃以下)不存在碳原子了？

注意，珠光体是热处理产物，与贝氏体、马氏体一样。单质阿尔法铁是不含碳原子的。碳钢中的大多数体心晶体的局部含有碳原子，但那是体心晶体的局部出现缺陷，碳原子乘机加入的原因，它被当今认为的“铁素体”。这是原子的体积与晶体体积的关系，也就是足球体积与大山体积的关系。

热处理老兵

wangwy13 发表于 2013-6-11 10:09
不好意思，插嘴了。。。
那个不是蒋先生提出来的，可能也不是哪位特定的人提出的，大概是研究材料的人几 ...

    看到您的讲述使我又增加了新的知识，感谢！您的插嘴很好，我来论坛的目的一是想了解一下现在热处理发展的概况学点新知识，二是想把自己接触热处理48年以来的感受和教训介绍给刚入职场的年轻人。您的指教使我第一个目地达到了。看看这里蒋工、您和我这样的交流多好啊！论坛需要这样的和谐气氛，需要蒋工和您这样有建树的同行！
    您刚才讲了‘铅笔’中的‘铅’有粘土，那么画家用于‘素描’用的‘炭条’中不会有粘土，其道理也是一样的的吧？
    再次感谢！！
   

chg1555

jsenchun 发表于 2013-6-11 09:58
你好，不要太客气。铅笔中的‘铅’和金刚石本是一种物质‘炭’（或叫‘碳’）。这个问题我在十年前也 ...

感谢蒋工回复张工,但我的理解,没有回答张工的关键问题.是否这两种材料的结构,就是在室温下都是体心结构?
“铁素体”也就是体心结构晶体任何的材料局部出现缺陷，碳原子乘机加入成为铁素体? 谢谢!

ht1234

热处理老兵 发表于 2013-6-11 10:55
看到您的讲述使我又增加了新的知识，感谢！您的插嘴很好，我来论坛的目的一是想了解一下现在热处理发 ...

额，谢谢，不敢被称“您”哦。。。我才该管你和蒋先生您呢。。。
真不知道碳条是啥。。。其实我也不知道铅笔里的芯除了石墨那部分剩下来的还是不是粘土。。。，只是知道原料是粘土一类的东西，制作过程中搞不好会变的，不过石墨很稳定，不会变，就知道这些了。。。

热处理老兵

yanglianjin123 发表于 2013-6-11 10:49
学习了那么多年，可能是我们孤陋寡闻了，但是新的东西和知识总是在慢慢的被人认可和变成真理或缪论，知识的 ...

    您的见解我非常赞同！这样才有论坛的和谐，才有我们只是的增长，才有科学技术的进步！

yanglianjin123

是啊，张老，大家来这个论坛的目的是相互交流，相互学习，不论个人的见解和观点是否正确与否，只要大家都能学到知识和经验就可以，我们在一起交流的目标不就是让更多的人了解热处理知识和行业，让我们热爱的行业发展的更快更远吗？

ht1234

jsenchun 发表于 2013-6-11 09:58
你好，不要太客气。铅笔中的‘铅’和金刚石本是一种物质‘炭’（或叫‘碳’）。这个问题我在十年前也 ...

哎。。。蒋先生
晶体结构和组织结构和硬度性能等等都没有直接关系
跟您说过多次了，铁素体只是钢中一种有体心立方晶体结构的组织，他的概念和单纯的谈晶体结构是不一样的，这种组织里可以有碳，也可以没有。
至于体心立方晶体里的碳的溶解度的问题，可以肯定的说，从目前公认的术语角度而言，溶解度这一物理量是和缺陷无关的，比如位错啊，晶界之类，确定这一物理量的是混合焓，就是加入杂质所增加的焓变。毫无疑问，位错境界对杂质的分布甚至溶解度可能有一定程度影响，但这已经是第二阶的了。
至于硬度，可能您那个年代主要还是洛氏布氏这些，如果您去查一下维氏甚至是纳米压痕，你会发现钢中不同区域不同组织的硬度不一样，他们贡献到一起才是钢的硬度，至于这种贡献是不是按百分比直接加合，那是不一定的，不是那么简单的。
对于金属而言，晶体结构肯定是重要的，但实际上直接决定性能的是组织形貌。实际上就是我们一般说强度和韧性等等是组织相关的，而只有弹性模量更多的是组织无关只决定于晶体结构。


还有，钢的马氏体的晶体结构是确定的，是一种变形的体心立方晶体，仅此一种，别无他家，如果不是这样x射线衍射可就不能做了。马氏体种类不同主要是组织上、形貌上，内部缺陷和亚结构上的不同。

热处理老兵

jsenchun 发表于 2013-6-11 09:58
你好，不要太客气。铅笔中的‘铅’和金刚石本是一种物质‘炭’（或叫‘碳’）。这个问题我在十年前也 ...

    蒋工 ：建议您以单位的的名义或个人的名义（最好是以单位名义，这样相对好批下来）去省（或直辖市）科委申请立项，在那里立项后可以得到一笔研究经费，有利于您进一步的研究。我看到过在现有的体制下，用骗取这些经费据为己有的，可气！可恨！您的研究是有利于社会的，有必要申请！值得申请！

热处理老兵

chg1555 发表于 2013-6-11 10:59
感谢蒋工回复张工,但我的理解,没有回答张工的关键问题.是否这两种材料的结构,就是在室温下都是体心结构 ...

    感谢陈工的认同。大家共同携手打造一个和谐的、持续发展的、无可取代的热处理论坛！！

jsenchun

chg1555 发表于 2013-6-11 10:59
感谢蒋工回复张工,但我的理解,没有回答张工的关键问题.是否这两种材料的结构,就是在室温下都是体心结构 ...

应该是这样的。》》》

jsenchun

wangwy13 发表于 2013-6-11 11:15
哎。。。蒋先生
晶体结构和组织结构和硬度性能等等都没有直接关系
跟您说过多次了，铁素体只是钢中一 ...

我讲基础理论，还未到更深的层次，目前，基础是错误的并不代表微观的研究是错的。材料一直是先试验，再认识的过程，认识上出现错误的可能性是非常大的。例如，将碳认作金刚石，或认作是石墨。我遇见过此事。你讲的纳米压痕，适用于基础理论吗？你说的马氏体的晶体结构是确定的，那你给出数学公式与长、宽、高的尺寸，我真想知道。建议你看一下“金属晶体的固态相变”一书，自然就知道对与错了。

jsenchun

热处理老兵 发表于 2013-6-11 11:16
蒋工 ：建议您以单位的的名义或个人的名义（最好是以单位名义，这样相对好批下来）去省（或直辖市）科 ...

我曾与大学电话问过代理申请，他们不代理。个人申请麻烦太多，不愿费神浪费，若有时机投到国外去吧。谢谢！

ht1234

jsenchun 发表于 2013-6-11 15:33
我讲基础理论，还未到更深的层次，目前，基础是错误的并不代表微观的研究是错的。材料一直是先试验，再认 ...

部分同意“材料一直是先试验，再认识的过程，认识上出现错误的可能性是非常大的”
不理解“基础是错误的并不代表微观的研究是错的”。。。您看，您又开始用别人不懂的词汇了，这些词连到一起真不知道是什么意思。如果您的意思是您的研究只是简单的提纲挈领， 不做深入研究的，可能说“概论”比较好。。。

我提纳米压痕是在说硬度问题，和研究方法没有关系，和基础理论什么更是不相及。。。


不同碳含量下，马氏体的晶格常数：（元素符号后面数字是化学配比）
晶体结构是BCT(体心四方)
C0.12Fe1.88  a=b=2.8470 c=3.0180
C0.09Fe1.91  a=b=2.8540 c=2.9830
C0.08Fe1.92  a=b=2.8560 c=2.9600
C0.055Fe1.945 a=b=2.8590 c=2.9370
C0.14Fe1.86  a=b=2.8460 c=0.0530
Roberts, C., J. Met., 5, 203, (1953)


这种东西您在书上当然找不到了。。。

经查，您提到的“金属晶体的固态相变”，至少不是正式刊印的书籍，查不到。您不用去信文革时各个什么编写组编制的教材了，那十几年，大陆有参考价值的书籍屈指可数。无意冒犯，您看过奠定您金属学基础的书很可能是错的。以后，如果您还要推荐别人去看什么书，请写清作者，出版社和出版年份。

还是一句建议，您要探讨理论完全可以去大学上上课啊，现在大学随便进，课完了，您就和老师讨论呗。。。

热处理老兵

jsenchun 发表于 2013-6-11 17:24
我曾与大学电话问过代理申请，他们不代理。个人申请麻烦太多，不愿费神浪费，若有时机投到国外去吧。谢谢 ...

    您说的这个问题就是当前体制的问题，若想进一步深入研究不立项以后的问题将更多。您既然下了这么大的功夫，还是必须去立项的，不然会前功尽弃不了了之。岁数不饶人，想必您的年纪也不年轻了，希望抓紧时间找国家科委或许能碰上一个懂科学的有良知的人能帮助您的。70年代初江西的一位热处理界的老大姐叫胡立生，也是我们的前辈，她当年用麻袋背着热处理废品找省长，又找国家经委引起了领导对热处理的重视，后被调到国家经委工作专门抓全国的热处理问题。这个经验可以仿效一下。
    最后，祝您的研究硕果累累！！