《原理第7章马氏体相变.ppt

第四章 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、钢中马氏体的主要形态 四、马氏体转变的热力学 五、马氏体转变的动力学 六、马氏体的机械性能 七、奥氏体的稳定化 第四章 马氏体相变 马氏体相变是在低温下进行的一种相变。对于钢来说，此时不仅铁原子以及置换型原子不能扩散，而且间隙型碳原子也较难以扩散（但尚有一定程度的扩散）。故马氏体相变具有一系列不同于扩散型相变的特征。 马氏体相变是热处理强化的主要手段，对工业生产有十分重要的意义，除了钢以外的铁合金、非铁合金、陶瓷材料等也可发生马氏体相变。 第四章 马氏体相变 一、马氏体相变的主要特征 马氏体的定义： 　　 马氏体是C 在α-Fe 中的过饱和间隙式固溶体。具有体心立方点阵(C%极低钢)或体心正方(淬火亚稳相)点阵。 马氏体的形成条件： （1)快冷　V Vc　避免A向P、B转变 （2)深冷 T MS　提供足够的驱动力 第四章 马氏体相变 马氏体转变具有下列五个特征： 1、非恒温性 奥氏体以大于某一临界速度V的速度冷却到某一温度，不需孕育，转变立即发生，并且以极大速度进行，但很快停止。 为使转变继续进行，必须继续降低温度，所以马氏体转变是在不断降温的条件下才能进行。 马氏体的降温转变称为马氏体转变的非恒温性。 由于到马氏体相变终了点时，有残余奥氏体存在的现象，称为马氏体转变不完全性。要使残余奥氏体转变为马氏体，可采用冷处理。 第四章 马氏体相变 马氏体等温转变曲线 马氏体转变量与温度的关系 马氏体转变是在Ms～Mf温度范围内进行的，马氏体的转变量是温度的函数，与等温时间没有关系。 第四章 马氏体相变 爆发式转变时马氏体转变量与温度的关系 马氏体等温转变动力学曲线 说明： （1）马氏体转变是在某一温度突然发生并在一次爆发中形成一定数量的马氏体，伴有响声 并放出大量潜热。 （2)马氏体转变可以用类似C曲线T-τ等温图来描述。有孕育期，但等温转变不完全。 第四章 马氏体相变 2、切变共格性和表面浮凸现象： （1）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。 （2）马氏体形成有惯习面，马氏体转变时马氏体与奥氏体之间保持共 格关系(第二类共格) 。 第四章 马氏体相变 3、马氏体转变的无扩散性 马氏体转变前后碳浓度不变，即马氏体中的碳浓度与原奥氏体中的碳浓度完全相同。且碳原子在马氏体和奥氏体中的相对于铁原子保持不变的间隙位置，把这一特征称为马氏体转变的无扩散性。 但近年来，一些实验和计算结果对上述观点提出了疑问：Thomas发现在含碳0.27%的碳钢中，条间奥氏体内含C量高达0.4%－1.04%，远远大于钢的平均含碳量，说明碳原子有可能从马氏体扩散到奥氏体。 第四章 马氏体相变 4、位向关系和惯习面 马氏体转变时马氏体与奥氏体存在着严格的晶体学关系。 　　 １、位向关系 相变时，整体相互移动一段距离，相邻原子的相对位置无变化，作小于一个原子间距位置的位移，因此奥氏体与马氏体保持一定的严格的晶体学位向关系。 K-S关系（{110}M //{111}A；111M//110A ） 西山（N）关系（{110}M//{111}A；110M//112A ） G-T关系 K-V-N关系 西山关系与K-S关系相比，晶面关系相同，晶向关系相差5°16’ 。 第四章 马氏体相变 G-T关系： 　 1994年，Grenigen与Troiano 在Fe-Ni-C合金中发现，马氏体与奥氏体的位向接近K-S关系，但略有偏差，其中晶面差1度，晶向差2度，称为G-T关系。即： {110}M //{111}A ，差1度 111M//110A，差2度 第四章 马氏体相变 惯习面： 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