热处理原理之马氏体转变

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1、第六章马氏体转变1最初，将钢经奥氏体化后快速冷却，抑制其扩散性分解，在较低温度下发生的无扩散型相变称为马氏体相变。如今，马氏体相变的含义已经十分广泛。凡是相变的特征属于切变共格型的相变都称为马氏体相变，其相变产物都统称为马氏体。2硬而脆的马氏体，配以适当回火，使钢件强韧化MartensiteM—马氏体3㈠马氏体的晶体结构6.1马氏体的晶体结构和转变特点固溶碳马氏体奥氏体Fe-C合金的马氏体是C在α-Fe中的过饱和固溶体面心立方体心立方铁素体⑴马氏体的晶格类型4C在α-Fe体心立方点阵中分布的可能位置是晶胞

2、的各棱边的中央和面心处；这些位置实际上是由Fe原子构成的扁八面体的间隙碳原子在马氏体点阵中的位置50.500a00.707a0a＝b＝ｃα=β=γ=90铁素体的体心立方点阵a＝b≠ｃα=β=γ=90马氏体的体心正方点阵6马氏体的点阵常数和钢中碳含量的关系也可用下列公式表示式中：a0为α-Fe的点阵常数a0＝２.861Åα=0.116±0.002；β=0.113±0.002；γ=0.046±0.001；ρ-马氏体的碳含量（wt.%）正方度7新形成马氏体的正方度偏离公式给出的正方度，称为马氏体异常正方度。异常

3、高正方度：新形成马氏体的正方度远高于公式给出的正方度－－－碳原子发生有序化转变异常低正方度：新形成马氏体的正方度远低于公式给出的正方度－－－碳原子不发生有序化转变⑵马氏体的异常正方度8㈡马氏体转变的主要特点⑴马氏体转变的切变共格和表面浮凸现象⑵马氏体转变的无扩散性⑶马氏体转变具有特定的位向关系和惯习面⑷马氏体转变的不完全性⑸马氏体转变的可逆性9在预先抛光的试样表面上，马氏体转变时在马氏体形成的地方出现宏观倾斜隆起，呈现表面浮凸现象。⑴马氏体转变的切变共格和表面浮凸现象在显微镜光线照射下，浮凸两边呈现明显的

4、山阴和山阳.10表面浮凸现象表明，奥氏体中已转变为马氏体的部分发生了宏观切变而使点阵发生了重组，即马氏体转变是通过奥氏体均匀切变进行的。马氏体形成时引起的表面倾动11马氏体形成时引起的表面倾动马氏体长大是以切变方式进行的，说明M和A之间的界面原子是共有的，而且整个相界面是互相牵制的，上述界面称为共格界面，它是以母相的切变来维持共格关系的，因此称为第二类共格界面。12M转变只有点阵改组而无成分变化，转变时原子做有规律的整体迁移，每个原子移动的距离不超过一个原子间距，且原子之间的相对位置不发生变化。⑵马氏体转

5、变的无扩散性其主要实验证据有：①钢中奥氏体转变为马氏体转变时，仅由面心立方点阵通过切变改组为体心正方点阵，而无成分的变化；②马氏体转变可以在相当低的温度（甚至在4K）以极快速度进行。13⑶马氏体转变具有特定的位向关系和惯习面A.位向关系通过均匀切变形成的马氏体，与母相奥氏体之间存在着严格的位向关系。在钢中已观察到的主要有K-S关系、西山关系和G-T关系。①K-S关系库尔久莫夫(Kurdjumov)和萨克斯(Sachs)用X射线极图法，测得了含碳1.4%的钢中，马氏体与奥氏体间之间存在下列位相关系，即K-S

6、关系。{110}α′∥{111}γ；<111>α′∥<110>γ14按K-S关系，马氏体在奥氏体中共有24种不同的空间取向。在每个{111}γ面上马氏体可能有6种不同的取向，而立方点阵中有4种{111}γ面。15{110}α′∥{111}γ；<110>α′∥<112>γ②西山关系西山在Fe-30%Ni合金单晶中发现，在室温以上形成的马氏体和奥氏体之间存在K-S关系，而在-70℃以下形成的马氏体和母相奥氏体之间存在下列位向关系，即西山关系：{110}α′∥{111}γ；<111>α′∥<110>γK-S可见

7、，西山关系与K-S关系之间，两者晶面的平行关系相同，而晶向却有5°16′之差。16按西山关系，马氏体在奥氏体中只有4×3＝12种不同的空间取向。17{110}α′∥{111}γ差1°<111>α′∥<110>γ差2°③G-T关系格伦宁格(Greninger)和特赖恩诺(Troiano)精确测量了Fe-0.8%C-22%Ni合金奥氏体单晶中的马氏体与奥氏体之间的位向关系，结果发现K-S关系中的平行晶面和平行晶向实际上均略有偏差，即18马氏体转变不仅新相和母相之间具有严格的位向关系，而且马氏体总是在母相的一定

8、晶面上开始形成，这个晶面称为惯习面，通常以母相的晶面指数表示。B.惯习面钢中常见的惯习面有三种：(111)γ、(225)γ、(259)γ。惯习面指数随马氏体的形成温度降低而增大。C%<0.6%为(111)γ，0.6-1.4%C为(225)γ，C%>1.4%为(259)γ。惯习面随含碳量和形成温度不同而不同：19⑷马氏体转变的不完全性马氏体转变是在Ms～Mf之间进行的。当Ms点低于室温时，则淬火到室温将得到100％A由于一般钢材