【正文】 第四章 馬氏體相變 一、馬氏體相變的主要特征 二、馬氏體的晶體結構 三、鋼中馬氏體的主要形態(tài) 四、馬氏體轉變的熱力學 五、馬氏體轉變的動力學 六、 馬氏體的機械性能 七、 奧氏體的穩(wěn)定化 第四章 馬氏體相變 馬氏體相變是在 低溫下 進行的一種相變。對于鋼來說，此時不僅鐵原子以及置換型原子不能擴散，而且間隙型碳原子也較難以擴散（但尚有一定程度的擴散）。故馬氏體相變具有一系列 不同于擴散型相變 的特征。 馬氏體相變 是 熱處理強化 的主要手段，對工業(yè)生產(chǎn)有十分重要的意義，除了鋼以外的鐵合金、非鐵合金、陶瓷材料等也可發(fā)生馬氏體相變。 第四章 馬氏體相變 一、馬氏體相變的主要特征 馬氏體的定義： 馬氏體是 C 在 α Fe 中的過飽和間隙式固溶體。具有體心立方點陣 (C%極低鋼 )或體心正方 (淬火亞穩(wěn)相 )點陣。 馬氏體的形成條件： （ 1)快冷 V Vc 避免 A向 P、 B轉變 （ 2)深冷 T MS 提供足夠的驅(qū)動力 第四章 馬氏體相變 馬氏體轉變具有下列五個特征： 非恒溫性 奧氏體以大于某一臨界速度 V的速度冷卻到某一溫度，不需孕育，轉變立即發(fā)生，并且以極大速度進行，但很快停止。 為使轉變繼續(xù)進行，必須繼續(xù)降低溫度，所以馬氏體轉變是在不斷降溫的條件下才能進行。 馬氏體的降溫轉變稱為馬氏體轉變的 非恒溫性 。 由于到馬氏體相變終了點時，有殘余奧氏體存在的現(xiàn)象，稱為馬氏體轉變 不完全性 。要使殘余奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，可采用 冷處理 。 第四章 馬氏體相變 馬氏體等溫轉變曲線 馬氏體轉變量與溫度的關系 馬氏體轉變是在 Ms～ Mf溫度范圍內(nèi)進行的，馬氏體的轉變量是溫度的函數(shù)，與等溫時間沒有關系。 第四章 馬氏體相變 爆發(fā)式轉變時馬氏體轉變量與溫度的關系 馬氏體等溫轉變動力學曲線 說明 ： （ 1） 馬氏體轉變是在某一溫度突然發(fā)生并在一次爆發(fā)中形成一定數(shù)量的馬氏體，伴有響聲 并放出大量潛熱。 （ 2)馬氏體轉變可以用類似 C曲線 Tτ 等溫圖來描述。有孕育期，但等溫轉變不完全。 第四章 馬氏體相變 切變共格性和表面浮凸現(xiàn)象： （ 1）馬氏體轉變時在預先磨光的表面上產(chǎn)生有規(guī)則的表面浮凸。 （ 2）馬氏體形成有慣習面，馬氏體轉變時馬氏體與奧氏體之間保持共 格關系 (第二類共格 ) 。 第四章 馬氏體相變 馬氏體轉變的無擴散性 馬氏體轉變前后碳濃度不變，即馬氏體中的碳濃度與原奧氏體中的碳濃度完全相同。且碳原子在馬氏體和奧氏體中的相對于鐵原子保持不變的間隙位置，把這一特征稱為馬氏體轉變的 無擴散性 。 但近年來，一些實驗和計算結果對上述觀點提出了疑問：Thomas發(fā)現(xiàn)在含碳 %的碳鋼中，條間奧氏體內(nèi)含 C量高達 %－%，遠遠大于鋼的平均含碳量，說明碳原子有可能從馬氏體擴散到奧氏體。 第四章 馬氏體相變 位向關系和慣習面 馬氏體轉變時馬氏體與奧氏體存在著嚴格的晶體學關系。 １、位向關系 相變時，整體相互移動一段距離，相鄰原子的相對位置無變化，作小于一個原子間距位置的位移，因此奧氏體與馬氏體保持一定的嚴格的晶體學位向關系。 KS關系（ {110}M //{111}A； 111M//110A ） 西山（ N）關系（ {110}M//{111}A； 110M//112A ） GT關系 KVN關系 西山關系與 KS關系相比，晶面關系相同，晶向關系相差 5176。 16’ 。 第四章 馬氏體相變 GT關系： 1994年， Grenigen與 Troiano 在 FeNiC合金中發(fā)現(xiàn)，馬氏體與奧氏體的位向接近 KS關系，但略有偏差，其中晶面差 1度，晶向差 2度，稱為 GT關系 。即： {110}M //{111}A ，差 1度 111M//110A，差 2度 第四章 馬氏體相變 慣習面： 慣習面即馬氏體轉變的不變平面，總是平行或接近奧氏體的某一晶面，并隨奧氏體中含碳量及馬氏體形成溫度而變化： （ A）當 C含量小于 %時，慣習面為 {111}A； （ B）當 C含量處于 %?%時，慣習面為 {225}A； （ C）當 C含量處于 %?%時，慣習面為 {259}A。 慣習面也可因馬氏體形成溫度而變化， M形成溫度下降，慣習面有向高指數(shù)變化的趨勢。對于 C量較高的鋼，先形成的馬氏體的慣習面為 {225}A，后形成的馬氏體的慣習面為 {259}A。 第四章 馬氏體相變 馬氏體轉變的可逆性： 在某些合金中， A冷卻時 A→M ，而重新加熱時馬氏體又能 M→A ，這種特點稱為馬氏體轉變的可逆性。 逆轉變開始的溫度稱為 As，結束的溫度稱為 Af 。 M→A 的逆轉變也是在一定的溫度范圍內(nèi)（ AsAf）進行。形狀記憶合金的熱彈性馬氏體就是利用了這個特點。 綜上所述，馬氏體轉變具有很多不同于珠光體的特點，其中最主要的和最基本的只有兩個： 切變共格性 和 無擴散性 。其他的特點可由這兩個特點派生出來。 第四章 馬氏體相變 二、馬氏體的晶體結構 鋼中馬氏體的本質(zhì) ： 馬氏體是碳溶于 α Fe中的過飽和間隙式固溶體，記為 M或 α 39。