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TA的每日心情 | 怒 2014-6-9 20:42 |
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发表于 2013-12-2 20:50
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本帖最后由 duckbillclinton 于 2013-12-22 22:45 编辑
再辉现象的成因是什么?
要解释这个,专业人士可以写得很复杂,笔者不是冶金、材料专业出身的,所以就简单说点吧。
古代的冶金技术是相对原始、简单的,刀剑主体的成分就是碳钢。当刀匠把刀胚锻打完成后,会让它在常温中慢慢冷却,所以在热处理之前,刀体碳钢内的晶体组织主要就是珠光体。在进行热处理时,刀胚在炉子里被慢慢地加热,达到一定的温度后,钢体里的珠光体开始向奥氏体转变(即开始进入临界温度的下限)。此时,继续加热,钢体内余下的的珠光体也逐渐转变成奥氏体,当钢体内所有的珠光体都完全转化成奥氏体时,钢体达到了临界温度的上限。
在上述过程中,珠光体转变成奥氏体的相变,是需要吸收能量的,这种现象叫相变吸热或 退辉。假设炉子提供的热量值是恒定值,钢体由常温开始加热,则其温度的升幅值也是恒定的。可是当钢体温度上升到临界温度的下限时,珠光体产生相变,转为奥氏体,钢体需要吸入额外的热量以满足这种变化。此时,钢体温度的升幅会骤减,甚至变成零,总体温度停滞不前。当钢体内大部分珠光体转变成奥氏体的相变完成时,钢体温度的升幅才会重新回到恒定值,即总体温度回复上升。
在前面转载的十一幅图片里所展示的过程,其实就是上面描述的反转版本。
原图 1,为刚出炉的碳钢刀胚,其仍处于高温,即纯奥氏体状态。
原图 2,由于刀尖、刀茎、刀尾较薄细,所以其温度下降得快,颜色迅速变暗。
原图 3,当温度进一步下降时,刀尖、刀茎、刀尾位置首先达到了临界温度上限,顺理成章地,里面的奥氏体开始转变成珠光体。这个过程会导致相变潜热的释放,又称 再辉(即之前钢体在加热过程中,珠光体转变成奥氏体时吸走的额外热量,现在被释放归还,这是能量守恒的一个非常好的例子),从而导致这些部位回温,出现亮斑。
原图 4 - 7,由于刀背比较厚,降温较慢 (尚未达到临界温度),所以刀尖、刀尾部分的回温亮斑对其产生了围攻之势,形成了半圈状。
原图 8,当刀背也降到临界温度上限时,相变潜热的释放令整个刀背变得光亮。
原图 9 - 11,当刀背里余下的奥氏体的相变完成后,临界温度下限已经达到,刀胚以恒定幅度继续
冷却,逐渐变暗,消失在黑夜中。
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