【正文】 點(diǎn)的過程中發(fā)生分解（回火） ①低碳馬氏體：密度較高的位錯(cuò) ②高碳馬氏體：細(xì)的孿晶 ③有色金屬 M的亞結(jié)構(gòu)為孿晶或?qū)渝e(cuò) 相變時(shí)不均勻切變的產(chǎn)物 167。 55馬氏體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué) 一、馬氏體轉(zhuǎn)變的形核 出發(fā)點(diǎn)：把 M轉(zhuǎn)變看作單元素的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，形核功（ ?W） 和核胚長(zhǎng)大激 活能（ U）決定形核率 ?形核功來源于熱起伏，核胚的長(zhǎng)大靠原子一個(gè)個(gè)地從 母相轉(zhuǎn)入新相實(shí)現(xiàn)。 58熱彈性馬氏體與形狀記憶效應(yīng) 一、熱彈性馬氏體 :具有隨溫度升降引起 M片的消長(zhǎng)這種特性的馬氏體。 在轉(zhuǎn)變溫度之上，它具有一種組織結(jié)構(gòu)；而在轉(zhuǎn)變溫度之下，它又具有另一種組織結(jié)構(gòu)。 條件 :① 必須具有熱彈性 M轉(zhuǎn)變 —M轉(zhuǎn)變的熱彈性行為； ②亞結(jié)構(gòu)是孿晶或?qū)渝e(cuò) —形成擇優(yōu)取向的偽單晶； ③母相具有有序化結(jié)構(gòu) —逆轉(zhuǎn)變時(shí) M與 A保持特定取向關(guān)系 圖 4 形狀記憶過程中晶體結(jié)構(gòu)變化的示意圖 某些具有熱彈性馬氏體相變的材料，當(dāng)溫度低于馬氏體相變的Mf 點(diǎn)時(shí)，變成在低溫下穩(wěn)定的馬氏體相；這些馬氏體相由晶體結(jié)構(gòu)相同、結(jié)晶方向不同的孿晶體構(gòu)成，這些孿晶界面受很小的力即可移動(dòng)。 如 FePt、 FePd、 FeCoNiTi、 FeMnSi、FeMnSiCr等 。 當(dāng) U型環(huán)進(jìn)入熱水槽時(shí) ， 就突然伸直 ， 產(chǎn)生彈力 。 在電子儀器方面用作接插件 ， 用于集成線路的釬焊等 。 本 章 習(xí) 題 試說明什么是馬氏體？鋼中馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)？馬氏體的正方度 取決于什么？ 馬氏體轉(zhuǎn)變有哪些主要特點(diǎn)？ 簡(jiǎn)述鋼中板條馬氏體和片狀馬氏體的形貌特征、亞結(jié)構(gòu)以及其機(jī) 械性能的差異。 此時(shí)管接頭在較低的應(yīng)力下即能變形 ， 可以用專用的工具對(duì)管接頭進(jìn)行擴(kuò)徑 ， 使其內(nèi)徑略大于將要被連接的管子 。 英國已有廠家制造出了黃銅熱發(fā)電機(jī) 。 近年來發(fā)展了一系列性能得到提高的材料 ， 在 NiTi合金中加入其它元素 ， 開發(fā)了 NiTiCu、 NiTiNb、 NiTiCr、 NiTiFe等系列合金 。 圖 3種不同類型形狀記憶效應(yīng)的對(duì)照。 它們能在某一溫度下成型為一種形狀 ， 而在另一溫度下則又變回到原始的形狀 。 4） M的斷裂機(jī)制 ①高碳片狀 M:裂紋源是 M內(nèi)的顯微裂紋 ②低碳板條 M:小應(yīng)力 —變形自我吸收； 大應(yīng)力 —沿 M束的橫截面擴(kuò)展 {100} 小結(jié)：塑韌性主要決定于亞結(jié)構(gòu)的類型 孿晶 ?塑韌性 ? ① Ms??孿晶 ??塑韌性 ?； ② AR的存在提高斷裂韌性和疲勞壽命。 在 ? Md進(jìn)行塑變 少量塑變 促進(jìn) M轉(zhuǎn)變 大量塑變 抑制 M轉(zhuǎn)變 T ? t ? 利于 C及合金元素溶入 A，成分均勻 Ms? A晶粒長(zhǎng)大， C原子活動(dòng)能力 ??在 A中位錯(cuò)線上偏聚 ? Ms? A晶粒的大小不是影響 Ms點(diǎn)的主要因素 應(yīng)用：高速鋼的等溫淬火工藝 1）部分轉(zhuǎn)變?yōu)?P?剩余 A為貧碳區(qū)（相對(duì)） Ms? 2） 部分 轉(zhuǎn)變?yōu)?B?剩余 A為富碳區(qū)（相對(duì)） Ms? 167。第五章 馬氏體轉(zhuǎn)變 研究目的：淬火 高的強(qiáng)韌性、硬脆不是 M的唯一特性 低碳馬氏體 高強(qiáng)度、高硬度，較低的塑韌性 中碳馬氏體 很高的強(qiáng)度、高脆性、低塑韌性 高碳馬氏體 研究?jī)?nèi)容： ； ； A量的因素及控制方法 重點(diǎn)： ； ； ； 難點(diǎn)： ； 。 原因 ：大量塑性變形在 A中引起的晶體缺陷組態(tài)強(qiáng)化了母相，阻礙 M的形成。 ③ 條狀，慣習(xí)面 {112}?或 {111}? 符合西山關(guān)系； ④ 形成原因：自由表面不受壓力（ Ms?），內(nèi)部三向壓力（ Ms?） 56 馬氏體的性能 一、馬氏體的強(qiáng)度和硬度 ：主要決定于含碳量，合金元素的影響較小 ?c??HRC? ?c?% 顯著提高 ?c?% 提高不顯著 ?AC1 淬火 ?c?% HRC不再增加 —出現(xiàn) AR ?AC3 淬火 ?c?% HRC降低 – AR大量增加 :?c???s? ?c?% ?s不再增加 強(qiáng)硬化機(jī)制 : 過飽和碳 間隙固溶體 點(diǎn)陣畸變 —應(yīng)力場(chǎng)（與位錯(cuò)交 互作用） 碳釘扎位錯(cuò) —M強(qiáng)化 ?c?%碳原子靠近 —應(yīng)力場(chǎng)相互抵消 —強(qiáng)化效果 ? 合金元素：置換固溶體 —強(qiáng)化效果小 中亞結(jié)構(gòu)引起的強(qiáng)化 ?c?%板條 M—位錯(cuò) —碳釘扎位錯(cuò)引起固溶強(qiáng)化 ?c?%片狀 M—孿晶 —阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) —附加強(qiáng)化 淬火、淬火后室溫停留、外力作用 —自回火 —碳原 子發(fā)生偏聚或碳化物彌散析出 —M晶體內(nèi)顯微結(jié)構(gòu) 不均勻 —時(shí)效強(qiáng)化 ?c??時(shí)效強(qiáng)化顯著 小結(jié) ：①低碳 M：固溶強(qiáng)化 +時(shí)效強(qiáng)化； ② ?c?，除固溶強(qiáng)化，亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化作用 ? ③原 A晶粒和 M束尺寸越細(xì)， ?s? M的硬、強(qiáng)度主要受 ?c和亞結(jié)構(gòu)控制 問題： A和 M含碳量相同，為什么固溶于 A的碳原子強(qiáng)化效果不大，而固溶 于 M的碳原子強(qiáng)化效果顯著？ 二、馬氏體的塑性和韌性 1.?c?% M的塑韌性高 位錯(cuò)型亞結(jié)構(gòu) ①滑移系多；②板條 M平行生長(zhǎng)，互不撞擊，不產(chǎn)生裂紋； ③ AR薄膜包圍板條 M周圍 2. ?c?% ?c??M的塑韌性 ? ①孿晶 —滑移系少（只有孿晶面及孿晶方向一致的滑移系才能在塑變中起作 用，滑移系減少 —塑變難以進(jìn)行）；②片 M成長(zhǎng)時(shí)，相互撞擊 —顯微裂紋 ； ③ C原子偏聚在孿晶界上 —脆性 ? 1)產(chǎn)生原因 — 撞擊機(jī)理 只在片 M中產(chǎn)生 M的長(zhǎng)大速度極快 —引起片 M相互撞擊 —M的脆性大，且片 M不能作相應(yīng)的塑 變來消除應(yīng)力 —應(yīng)力 ?產(chǎn)生裂紋 類型：穿針型、邊界型 2）影響顯微裂紋的因素 裂紋敏感度：?jiǎn)挝惑w積中的裂紋面積 SV ① 碳含量的影響： ?c?% {225}? ?c??SV? ?c?% {259}? ?c??M形態(tài)改變（厚而短） —M尺寸 ?撞擊幾率 ? SV? ② 奧氏體晶粒大小的影響 :A晶粒 ?? SV?；奧氏體化溫度 ?? SV? ③ 淬火冷卻溫度： T越低 ? AR減少 ?M量 ?? SV? ④ M轉(zhuǎn)變量的影響： f ?? SV?，當(dāng) f?27%， SV不再隨 f增大 3）控制措施 ①使奧氏體化溫度降低 晶粒小， M中含碳量少； ②等溫淬火 下貝氏體； ③淬火后立即回火，以利于裂紋的焊合。 可是 ， 美國科學(xué)家在 20世紀(jì) 50年代偶然發(fā)現(xiàn) ， 某些金屬合金也具有一種所謂 “ 形狀記憶 ” 的功能 。 （ a）成型（ T＞ Ms）； （ b）扳直兩腳（ T＜ Mf）； （ c）插入（ T＜ As）； （ d）加熱（ T＞ Af） 圖 2 形狀記憶鉚釘?shù)墓ぷ鬟^程 形狀記憶效應(yīng)的類型 形狀記憶效應(yīng)可分為 3種類型 ：?jiǎn)纬绦螤钣洃浶?yīng)、雙程形狀記憶效應(yīng)和全程 形狀記憶效應(yīng)。 但存在原材料價(jià)格昂貴 ， 制造工藝?yán)щy ， 切削加工性不良等不足 。 這種發(fā)動(dòng)機(jī)可以利用太陽能或其他熱源改變其葉片形狀而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩 ， 使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)而做功 。 首先在 Af溫度以上使記憶合金管接頭的內(nèi)徑比它所要連接的管子的外徑略小一點(diǎn) ， 進(jìn)行管路連接時(shí)先將記憶合金管接頭冷卻到 Mf以下的低溫 ， 使之轉(zhuǎn)變成馬氏體 。 圖 7 形狀記憶合金制血凝過濾器 圖 8 NiTi形狀記憶合金絲的加工與使用示意圖 本 章 總 結(jié) 馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)及正方度的含義； 馬氏體的轉(zhuǎn)變特點(diǎn)； 馬氏體的組織形態(tài)特征（重點(diǎn)是板條馬氏體