《马氏体相变》ppt课件

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1、马氏体的晶体结构1马氏体相变的主要特征2马氏体的形态及其亚结构3马氏体相变热力学4第四章马氏体相变马氏体相变动力学5马氏体相变晶体学模型6马氏体的性能特点71马氏体----碳在α-Fe中的过饱和固溶体。成分与母相奥氏体相同，为一种亚稳相。碳原子位于α-Fe的bcc扁八面体间隙中心，即点阵各棱边中央和面心位置。体心正方点阵bct----α’马氏体。1.马氏体的晶体结构2图4-1奥氏体的正八面体间隙a)马氏体的扁八面体间隙b)3图4-2点阵常数与碳含量的关系4马氏体点阵常数和碳含量的关系c、a、及正方度c/a与钢中碳含量成线性关系：c=a0+αPa=a0-βP（4-1）c

2、/a=1+γP其中：a0=2.861Å（α-Fe点阵常数）α、β、γ为常数P----马氏体的含碳量（wt%）5c/a=1.005+0.045P（4-2）碳原子在马氏体点阵中的分布：碳原子发生有序分布，80%优先占据c轴方向的八面体间隙位置，20%占据其它两个方向的八面体间隙位置，此时出现（4-2）式的正方度。马氏体的正方度6定义：c/a值低于或高于（4-2）式的正方度。原因：主要由于碳原子在x，y，z三个方向的分布发生了改变。新生马氏体的异常正方度7（1）马氏体相变的无扩散性钢中马氏体相变时无成分变化，仅发生点阵改组。可以在很低的温度范围内进行，并且相变速度极快。原子

3、以切变方式移动，相邻原子的相对位移不超过原子间距，近邻关系不变。2.马氏体相变的主要特征8图4-3马氏体形成时引起的表面倾动①表面浮凸现象倾动面（2）表面浮凸现象和不变平面应变9图4-4直线划痕的变形情况（a）实验结果（b）在界面处失去共格（c）划痕扭曲10马氏体往往在母相的一定晶面上开始形成，这一定的晶面即称为惯习面。马氏体和母相的相界面，中脊面都可能成为惯习面。钢中：<0.5%C，惯习面为{111}γ，0.5～1.4%C，为{225}γ，1.5～1.8%C，为{259}γ。直线划痕在倾动面处改变方向，但仍保持连续，且不发生扭曲。说明马氏体与母相保持切变共格，惯习面

4、未经宏观可测的应变和转动，即惯习面为不变平面。②惯习面和不变平面11倾动面一直保持为平面。发生马氏体相变时，虽发生了变形，但原来母相中的任一直线仍为直线，任一平面仍为平面，这种变形即为均匀切变。造成均匀切变且惯习面为不变平面的应变即为不变平面应变。③不变平面应变12不变平面图4-5三种不变平面应变a）膨胀b）孪生时的切变c）马氏体相变时----切变+膨胀13相变以共格切变方式进行所至。K-S关系：{111}γ∥{110}M;<110>γ∥<111>M由于3个奥氏体<110>γ方向上(每个方向上有2种马氏体取向)可能有6种不同的马氏体取向,而奥氏体的{111}γ晶面族中

5、又有4种晶面，从而马氏体共有24种取向（变体）。（3）马氏体和奥氏体具有一定的位向关系14图4-6奥氏体(111)面上马氏体的六种不同K-S取向5016’15{111}γ∥{110}M;<112>γ∥<110>M按西山关系，在每个{111}γ面上，马氏体可能有3种取向，故马氏体共有12种取向（变体）。②西山关系：16图4-7奥氏体(111)面上马氏体的三种不同西山取向17G-T关系：和K-S关系略有偏差{111}γ∥{110}M差10<110>γ∥<111>M差20K-S关系和西山关系的比较：晶面关系相同，只是晶面内的方向相差5016’。18图4-8-1K-S关系和西

6、山关系的比较19图4-8-2K-S关系和西山关系的比较5016’20图4-9K-S关系和西山关系的比较21图4-10转变量-时间关系（4）马氏体相变的变温性MS----马氏体相变开始点。Mf----马氏体相变终了点。MS点以下，无需孕育，转变立即开始，且以极大速度进行，但很快停止，不能进行到终了，需进一步降温。22图4-11转变量-温度关系在Mf点以下，虽然转变量未达到100%，但转变已不能进行。如Mf点低于室温，则淬火到室温将保留相当数量的未转变奥氏体，称为残余奥氏体。23A↔MMs,Mf;As,Af;As>Ms钢中马氏体加热时，容易发生回火分解，从马氏体中析出碳化

7、物。Fe-0.8%C钢以5000℃/S快速加热，抑制回火转变，则在590～600℃发生逆转变。（5）马氏体相变的可逆性243.1板条马氏体在低、中碳钢，马氏体时效钢中出现，形成温度较高。基本单元板条为一个个单晶体。图4-12板条马氏体示意图3.马氏体的形态及其亚结构25许多相互平行的板条组成一个板条束，它们具有相同的惯习面。板条马氏体的惯习面为{111}γ，位向关系为K-S关系。由于有四个不同的{111}γ面，所以一个奥氏体晶粒内可能形成四种马氏体板条束。每个惯习面上可能有六种不同的取向，板条束内具有相同取向的小块称为板条块，常常呈现为黑白相间的块。