马氏体相变课件.ppt

2、等温形成马氏体的动力学 特点：马氏体等温形核，瞬间长大，形核需要孕育期，形核率随过冷度增大而先增后减，转变量随等温时间延长而增加。等温转变动力学图呈C字形。 马氏体转变速度取决于形核率而与长大 速度无关。等温形成马氏体是新产生的 马氏体片，而不是已形成马氏体的长大。 3、爆发形成马氏体 一些Ms点在0oC以下的合金，冷却到Ms点以下一定温度时，在一瞬间（千分之一秒）可剧烈地形成大量马氏体，称为爆发马氏体。 特点：自触发形核，瞬间长大，连锁式反应，爆发式转变。 4、热弹性马氏体转变动力学 Au-Gd, Cu-Al合金中的马氏体转变属于热弹性马氏体转变动力学。其特点是马氏体降温形核、降温长大。 在一定温度下形成的马氏体核心，瞬间长大到一定尺寸，但这并不是最后尺寸。温度降低时，除了继续生核外，已形成的马氏体积雪长大、加厚，即马氏体变温长大。 5、奥氏体稳定化 奥氏体稳定化是指奥氏体在外界因素作用下，由于内部结构发生了某种变化而使奥氏体向马氏体转变呈现迟滞现象。 奥氏体稳定化将使冷至室温时的残余奥氏体量增多，从而使硬度降低或零件几何尺寸变得不稳定。 包括热稳定化和机械稳定化。 谢谢 第五章 相变热力学 之 马氏体相变 马氏体相变 一、马氏体相变的主要特征 二、马氏体的晶体结构 三、马氏体的组织形态和亚结构 四、马氏体相变热力学 五、马氏体相变动力学 一、马氏体相变的主要特征 何为马氏体？ 马氏体最初是在钢中发现的：将钢加热到一定温度后经迅速冷却，得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。1895年法国人奥斯蒙为纪念德国冶金学家马滕斯，把这种组织命名为马氏体。人们最早只把钢中由奥氏体转变为马氏体的相变称为马氏体相变。最早认为马氏体是碳溶于?-Fe中的过饱和间隙式固溶体。 后来相继发现在某些纯金属和合金中也具有马氏体相变，如：Ce、Co、Hf、Hg、La、Li、Ti、Tl、Pu、V、Zr、和Ag-Cd、Ag-Zn、Au-Cd、Au-Mn、Cu-Al、Cu-Sn、Cu-Zn、In-Tl、Ti-Ni等。目前广泛地把基本特征属马氏体相变型的相变产物统称为马氏体。 马氏体相变： 相变过程是形成核心和长大的过程。马氏体相变是无扩散相变之一，相变时没有穿越界面的原子无规行走或顺序跳跃，因而新相（马氏体）承袭了母相的化学成分、原子序态和晶体缺陷。马氏体相变时原子有规则地保持其相邻原子间的相对关系进行位移,这种位移是切变式的。原子位移的结果产生点阵应变(或形变) 。马氏体：马氏体相变的产物 无扩散 点阵畸变 切变为主 形状变化 位移型 马氏体相变的主要特征： 表面浮凸现象和切变共格性 马氏体转变的无扩散性 惯习面和一定的位向关系 亚结构 转变的非恒温性和不完全性 马氏体转变的可逆性 特征1：马氏体转变的无扩散性 马氏体转变时，晶体点阵的改组只依赖原子微量的协作迁移，而不依赖于原子的扩散。这一特征称为马氏体转变的无扩散性。 1）只有晶体结构的变化，没有成分的变化。 2）无扩散并不是说转变时原子不发生移动。 注意间隙原子碳的扩散，区别于置换原子的扩散。 特征2：表面浮凸现象和切变共格性 马氏体转变时在预先磨光的表面上产生有规则的表面浮凸。 预先在磨光表面上划一直线划痕，相变后直线变为折线，直线在新相、母相的界面不折断，在新相晶内不弯曲。 特征3：惯习面和一定的位向关系 马氏体相变时在一定的母相面上形成新相马氏体，这个面称为惯习（析）面 惯习面即马氏体转变的不变平面，总是平行或接近奥氏体的某一晶面，并随奥氏体中含碳量及马氏体形成温度而变化。 1）当C含量小于0.2%时，惯习面为{557}?，近 {111}?； 2）当C含量处于0.5%?1.4%时，惯习面为{225}?； 3）当C含量高于1.5%时，惯习面为{259}?。 4）随马氏体形成温度的下降，惯习面向高指数方向变化。 马氏体?奥氏体界面并不都是平面，有时呈弯曲状，存在界面台阶。右图为马氏体-奥氏体的界面台阶模型和惯习面 马氏体转变时新相和母相始终保持切变共格性，因此二者存在确定的位向关系。 特征4：亚结构 马氏体转变会在马氏体中形成大量的晶体缺陷：位错、孪晶、层错等。如中低碳马氏体亚结构为位错；高碳马氏体亚结构为孪晶；?马氏体的亚结构为层错。 特征5：转变的非恒温性和不完全性 奥氏体以大于某一临界冷却速度的速度冷却到某一温度（马氏体转变开始温度Ms），不需孕育，转变立即发生，并