马氏体与钢在冷却时低温转变

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1、第六章马氏体与钢在冷却时的低温转变一名词解释1马氏体相变：马氏体相变－替换原子无扩散切变（原子沿相界面作协作运动）使其形状改变的相变。2马氏体－原子经无扩散切变的不变平面应变的晶格改组，得到的与母相具有严格晶体学关系和惯习面的含有高密度位错、层错或孪晶等晶体缺陷的组织。3不变平面应变－任一点的位移与该点距不变平面的距离成正比的应变。4热弹性马氏体——－在一些合金中,马氏体形成时产生的形状变化始终依靠相邻母相的弹性变形来协调，保持着界面的共格性。M片可随温度降低而长大，随温度升高而缩小，亦即温度的

2、升降可引起M片的消长。具有这种特性的M称为热弹性M。二填空/简答1马氏体的晶体结构：体心立方体心正方点阵钢中是C在@-Fe中的过饱和固溶体，含碳量越高，正方度越大2马氏体位向关系：K－S关系(Fe-1.4C)｛110｝α’马氏体

3、

4、｛111｝γ母相，﹤111﹥α’

5、

6、﹤110﹥γ即新相马氏体的｛110｝晶面族平行于母相奥氏体的｛111｝晶面族，同时马氏体的﹤111﹥晶向族平行于奥氏体的﹤110﹥晶向族3马氏体中的惯习面：“共格切变”------不畸变平面（111）γ-----含碳量较低时，低指数

7、面含碳量较高时----（225）γ（259）γ----高指数面4马氏体的组织形态：按照亚结构分为位错型马氏体、孪晶马氏体根据形态分为板条马氏体、针片状马氏体、蝶状马氏体、薄板状马氏体、薄片状马氏体5关于板条状马氏体：（1）板条M一般存在于低、中碳钢和不锈钢中（2）一个奥氏体晶粒—〉几个马氏体“束”—〉一个“束”内几个不同取向的“块”----〉每个块由相互平行的“板”或“条”组成；“板”或“条”-----板条状马氏体的基本单元（3）板条界：小角度晶界；块界和束界：大角度晶界（4）亚结构：位错，故又

8、称为位错马氏体（5）惯习面{111}γ，位向关系符合K-S关系6针状（透镜片状）马氏体：（1）一般存在于中、高碳钢、Fe-Ni合金中（2）亚结构：孪晶，故又称为孪晶马氏体；惯习面：中脊面（3）针状马氏体的惯习面与形成温度有关：温度较高时为{225}γ，位向关系符合K-S关系；温度较低时为{259}γ，位向关系符合西山关系（其他的特点了解，见书及PPT）7影响M形态和亚结构的因素（1）化学成分：碳含量是影响M形态的主要因素---C＜0.3％，板条M；C>1.0％，透镜片状M；C=0.3～1.0％，

9、板条和片状的混合结构合金元素：缩小γ区的元素(Cr,V,Mo,W,Ti)利于形成板条M；扩大γ区的元素（Ni,Mn)利于形成片状M；降低层错能的元素利于形成ε’-M（2）Ms的影响：随着Ms下降，马氏体形态转化顺序：板条=>蝶状=>透镜片状=>薄片状亚结构的转化顺序：位错亚结构=>孪晶亚结构（3）奥氏体的层错能：层错能低时，易于形成薄板状ε’－M，层错能越低，越趋于形成位错板条M（4）奥氏体强度：流变应力高的合金形成片状马氏体，低的形成板条马氏体或混合马氏体综上，影响M形态的主要因素是C%、Ms

10、8马氏体相变分类及特点：（1）非恒温性与不完全性——马氏体转变无孕育期，在一定温度下转变不能进行到底。马氏体转变有转变开始和转变终了温度。有些Ms在0℃以下的合金，可能爆发形成，有些可能等温形成，但不能转变完全。（2）基体原子的无扩散性*-----无扩散型相变----母相以均匀切变方式转为新相（3）表面浮凸与界面共格*表面浮凸说明马氏体是以切变方式进行的，是在不变平面上产生的均匀应变　－－不变平面应变：任一点的位移与该点距不变平面的距离成正比不变平面可以是相界面（孪晶面）或非相界面（中脊面）界面

11、上原子排列既同于M又同于A－共格界面（这种共格界面是以母相的切变来维持共格关系的，故称为第二类共格界面。（4）马氏体可以发生可逆性转变冷却时，高温相可以通过马氏体相变机制转变为马氏体，开始点Ms，终了点Mf加热时，马氏体可通过逆转变转变为高温相，开始点As，终了点Af通常As＞Ms，二者之差取决于合金成分9马氏体区别与其他相变的最基本的特点是：相变以共格切变的方式进行；相变的无扩散性10马氏体转变热力学：（1）马氏体转变是热学性的，驱动力是ΔGa®g’（2）温度必须过冷到Ms点以下才能发生M转变

12、，转变需要过冷度：ΔT=T0－MsΔT也称热滞（3）为什么较大过冷度：驱动力：M与A的自由焓差ΔGV，过冷度越大，ΔGV越大；A晶体缺陷所提供的能量ΔGD　相变阻力：M转变产生界面－晶面能Sg(不大)；M转变时比容变化产生弹性能－E(大:比容,共格)；M转变时克服切变抗力要消耗的功形成M时造成的大量位错、孪晶而升高的能量　邻近M的A中产生塑变所消耗能量由于M转变时需要增加能量较多，故阻力较大，使转变必须在较大过冷度下才能进行。11Ms的物理意义母相和马氏体两相之间的体积自由能之差达到相变a®g’