铁基合金马氏体形态、表面浮凸及相界面研究

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1、河北工业大学硕士学位论文铁基合金马氏体形态、表面浮凸及相界面研究姓名：孟昭伟申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：林晓娉2003.2.1铁基合金马氏体形态、表面浮凸及相界面研究摘要本文利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)及透射电镜(+fEM)对铁撼合会{259}f、{225}f、(557}f、{3，10，15}f马氏体的形态、内部亚结构、表面浮凸及相界面结构等进行了研究，并讨论了母相预变形对相变的影响机制。研究结果表明：{3，10，15}f马氏体的形成及长大完全依靠变体间的自

2、协作，母相只进行了弹性协调，基体和孪生变体间的自协作使马氏体惯习面成为宏观“不变平面”，且在长大过程中，马氏体一奥氏体界面晶体取向保持N—w关系。{259)f马氏体存在中脊，马氏体片的生长为自中脊区向两侧长大的“复生机制”，马氏体一奥氏体两相晶体取向关系接近于G．T关系。{225}f马氏体没有中脊，孪晶集中于界面的‘侧，向另一侧的生长过程中需要较多的母相塑性协调，使长大前沿的马氏体一奥氏体两相晶体取向关系与孪晶初期形成的取向偏离，惯习面不再保持不变平面。{557)f马氏体的形成及长大完全依靠母相的塑性协调

3、，亚结构为全位错，马氏体惯习面发生转动。利用AFM对{3，10，15)f、{259)f、{225)f、{557>f马氏体表面浮凸进行了定量观察与分析。{3，10，15lf表面浮凸边界特别整齐，为“厂”型，构成浮凸的两侧倾斜表亟i特别平直，表面浮凸具有一定的“自相似性”。{259}f马氏体的表面浮凸成子弹头状排列，为“N”字型，构成浮凸的两侧倾斜表面基本平直。{225)f马氏体表面体浮凸由许多小的亚单元(或小浮凸)构成大的浮凸群，浮凸高度不是很高，起伏也不大，浮凸也成“N”字型，但浮凸～侧比较平直，另一侧有

4、点起伏，浮凸高度和浮凸角与f259}f马氏体相比差别很大。{557}f表面浮凸成“孤立岛状”浮凸群的形式分布于奥氏体基体上，浮凸群由不同方向的“浮凸束”构成，“浮凸束”是由若干个单根马氏体表面浮凸构成，浮凸束呈不规则的“N”型，单根马氏体表面浮凸呈“帐篷”型，表面浮凸不是通过一次均匀切变形成的，浮凸形状为非IPS(invariantplanestrain】型。母相预变形对{259)f马氏体形态及表面浮凸的影响很大，对{557)f、{225)f马氏体形态及表面浮凸的影响不大。{259)f马氏体随母相拉伸变形

5、量的增加，马氏体变得细长，有明显的多向性、扭折现象，甚至有少量扭断，边界也由平直趋向曲折甚至呈锯齿状；浮凸也有扭折趋势，甚至有明显扭折迹象。随压缩变形量增加，{259)f马氏体具有明显的方向性，马氏体片以细片状平行排列，并且马氏体片的边缘较为破砷，中脊也发生了弯曲或折断。表面浮凸也由开始的变化不大，到后来不太平整。本文对马氏体相界面研究表明：{3，lO，15)f马氏体在011)f面上的共格位错在相界面E形成台阶的可能性最大。(557)f板条马氏体相界位错来源于惯习面(1“)ft的错配，不同于来源于点阵不变

6、切变的普通点阵位错，马氏体相界出现台阶结构是半』￡格相界动力学约束的结果。根据相变晶体学K—s关系，(225)f马氏体相变时，在翅氏体内某一区域发生两次切变，结果使(111)f面转变为马氏体的010h面，(ii2)，面铁基台金马氏作彤志、丧由浮凸及_f}j界嘶卅究转变为qi2I，。该切变是由Burgers矢量为占-和占：的位错分别扫过(11I)r和612)，暗i所敛。t225)rt5氏体是以分解后分布在6i2)，面上的iz相变位错分支的运动为{．，以(111)。师Ii的后t分支运动为辅；∞)冯氏体则刚好相

7、反。芙键¨1J：7j氏体形态，惯习面，表面浮凸，内部亚结构，相界面一型!!：些叁兰型兰幽达———————————一THESTUDYoFMARTENSlTEMoRPHoLoGY，SURFACERELIEFANDINTERFACEoNIRoN—BASEDALLoYABSTRACTMorphology，surfacerelieCandphaseinterfacestructureof{259)^{225)f，{557)fand{3，10，15)fmanensiteaswellastheeffectofparen

8、tphasedeformationontransformationiniron．basedalloy，bymeansofOp“calMicroscope，Sc柚ningElectronMicroscope(SEM)，AtomicForceMicroscope(AFM)andTransmissionElectronMicroscope(TEM)wereintensivelyinvestigatedinthispaper．II’s