第七章 马氏体转变

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1、第七章马氏体转变(1)钢经奥氏体化后快冷，抑制了扩散相变，在较低温度下发生无扩散相变转变为马氏体，是热处理强化的主要手段，对工业生产有十分重要的意义；(2)上个世纪初把高碳钢淬火后得到的脆而硬、具有铁磁性的针状组织纪念阿道夫.马丁将其称为马氏体。六十年代以来现代测试技术发展，对马氏体成分-组织-结构-性能之间有了较深刻的认识；(3)在除了钢以外的铁合金、非铁合金、陶瓷材料等发现了马氏体相变；（4）获得马氏体的工艺方法称为淬火，而将马氏体重新加热到临界温度以下并保温的工艺成为回火。BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology第一节马氏体组织与性

2、能虽然马氏体是一个单相组织，但其组织形貌和亚结构极为复杂。低、中、高碳钢淬火得到的马氏体组织结构不同；晶粒粗细不同，成分均匀性不同的奥氏体转变为马氏体的组织也不同。见表7.1。BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology一.马氏体形态板条，透镜片状，蝴蝶状、薄板状及薄片状1、板条马氏体BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology马氏体群：同惯习面，形态上呈平行排列的板条集团马氏体束：同惯习面，同取向（晶面平行关系）的板条集团马氏体板条：马氏体的最基本单元，窄而细长。板条宽度0.1～0.2微米，长度小于1

3、0微米，板条间往往存在薄膜状的残余奥氏体光镜下组织单元：群—束—板条取向关系：K-S,惯习面：{111}马氏体束马氏体群一个奥氏体晶粒内包含几个群，一个群内存在位向差时，也会形成几个束。群和束都是由板条组成。群、束之间均为大角度晶界，板条之间为小角度晶界。BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology板条马氏体的亚结构主要为高密度的位错，位错形成位错网络（缠结），位错密度随含碳量增加而增大，常为(0.3～0.9)×1012㎝/cm3。故称位错马氏体。亚结构：位错BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology

4、2、片状马氏体形态：双凸透镜片状中脊第1片贯穿整个晶粒，互不平行，愈来愈小。亚结构：孪晶出现在高碳钢中WC>1.0%残余奥氏体分布在马氏体片间BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology3、蝶状马氏体特征：断面上两翼结合部分很象片状马氏体中脊，由此向两侧张成取向不同的马氏体。立体形状“V”形柱状，断面呈蝴蝶状。(书中图7.9)亚结构：高密度位错。BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology4、薄片状马氏体特征：立体形状为薄片状，其金相形态呈很细的带状、并且相互交叉、分枝、曲折等形态。亚结构：孪晶，但无中

5、脊（与片状马氏体区别）(书中图7.10)BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology5、ε’马氏体点阵结构：密排六方（其它马氏体均为体心立方或体心正方点阵结构）特征：薄片状亚结构：高密度层错原因：奥氏体的层错能较低形成(书中图7.11)BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology二、影响马氏体形态和亚结构的因素(1)马氏体形成温度一般地：在马氏体相变温度Ms～Mf范围内，随马氏体形成温度降低，马氏体形态将按板条状蝶状片状薄片状亚结构则由位错逐步向孪晶转化。进行MS点高的奥氏体，冷却后形成板条马氏体，亚结

6、构为位错;MS点低的奥氏体，冷却后形成片状马氏体，亚结构为孪晶;MS点不高不低的奥氏体，冷却后形成混合型组织(片状+板条马氏体)，亚结构为位错+孪晶。BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology二、影响马氏体形态和亚结构的因素(2)化学成分碳含量：＜0.3%，板条马氏体；≈0.3～1.0%，板条马氏体和片状马氏体混合组织，＞1.0%，片状马氏体。合金元素：缩小γ相区的，促使板条M形成；扩大γ相区的，促使片状M形成；显著降低γ层错能的，促使εM形成。Fe-C合金中BeijingInstituteofPetro-chemicalTechnolog

7、y不同类型的MBeijingInstituteofPetro-chemicalTechnology二、影响马氏体形态和亚结构的因素（3）奥氏体和马氏体强度马氏体的形态与Ms点处奥氏体屈服强度和马氏体强度有关系。当奥氏体屈服强度＜200Mpa若马氏体强度高低片状马氏体板条马氏体形成当奥氏体屈服强度＞200Mpa，形成片状马氏体。理论解释：强度低时，滑移变形，在{111}A形成板条马氏体；强度高时，孪晶变形，在{225}A、{259}A形成片状马氏体。BeijingIns