第五章-马氏体转变.ppt

马氏体的类型及其特征对比C%↑，Ms↓，条状→片状，位错→孪晶 特征 条状马氏体 片状马氏体 惯习面 （111）γ （225）γ （259）γ 位向关系 K—S关系 {111}γ‖ {110}α′ （110）γ‖ （111）α′ K—S关系 {111}γ‖ {110}α′ （110）γ‖ （111）α′ 西山关系 （111）γ‖ {110}α′ （211）γ‖ （110）α′ 形成温度 Ms350℃ Ms≈200～100℃ Ms100℃ C% 0.3 0.3～1时为混合型 1～1.4 1.4～2 Beijing Institute of Petro-chemical Technology 组织形态 条宽为0.1～0.3μm惯习面指数相同的马氏体构成马氏体群，在一个奥氏体晶粒内可形成3～4个马氏体群，而在一个马氏体群内含有3～6个马氏体块，块间为大角度晶界 呈凸透镜片状，中间稍厚，初生片横贯奥氏体晶粒，次生片较小，互成交角，相互撞击，接合处有微裂纹，片的中央有中脊，常将之看成惯习面。 同左，在两个初生片之间见到“Z”字形分布的细薄片 亚结构 高密度位错网络，形成位错胞，常见到少量细小孪晶 宽度50埃的细小孪晶，以中脊为中心，随MS下降，相变孪晶区增大，片的边缘为复杂的直线式螺位错列 残奥 呈薄片膜状 存在于片的周围，随含量增加而增加 形成过程 各自独立形核，10-4s/片,MS高，无爆发转变 降温形成，长大速率高10-7s/片，MS低时，有爆发转变 {110}M 110 111 111 109°28′ 70°32′ 109°28′ 第二层原子沿112方向做第一次切变 沿011方向做第二次切变 112 011 011 120° {111}A Beijing Institute of Petro-chemical Technology Beijing Institute of Petro-chemical Technology 第四节 马氏体转变的热力学 一、马氏体转变的热力学特点 G T℃ T0 GM GA △T Ms △GA→M 马氏体转变必须过冷到低于T0的某一温度MS以下才能发生。 大部分合金只有不断降温，M转变才能继续进行。 MS点以上对A进行塑性变形会诱发M相变，使MS点上升至Md点，MdT0。 Beijing Institute of Petro-chemical Technology 一、马氏体转变的热力学特点 G T℃ T0 △GA→M Ms T1 a b 化学驱动力 机械 驱动力 Md 综上所述，在T0到MS之间，马氏体相变不会自动发生，但如引入塑性变形，使塑变的机械驱动力叠加相变的化学驱动力(马氏体与A二相自由能差)，并达到马氏体相变所需的最小驱动力ΔGA→M 时，马氏体相变也会发生。此时形成的马氏体称为形变诱发马氏体。此时的温度称为形变诱发马氏体温度点（形变马氏体点），记为Md。Md不能大于T0。形变马氏体的形态与前述的马氏体相同。 Beijing Institute of Petro-chemical Technology 二、马氏体转变的热力学条件 驱动力： △GV+△GD（A晶体缺陷能） 阻力：界面能△GS 弹性应变能△GE 切变抗力（晶格改组） 出现大量位错及孪晶使能量↗，阻力↗。 △GP △G＝－（△GV+△GD ）＋△GS ＋△GE ＋△GP M相变的热力学条件：△G≤0，相变才能进行， 由于M转变的阻力较大，致使转变必须在较大过冷度下才能进行（几百度） 。 第四节 马氏体转变的热力学 Beijing Institute of Petro-chemical Technology 马氏体的形成工艺条件： （1）快冷 V Vc（Vc为临界淬火冷却速度） 避免奥氏体向P、B转变。 （2）深冷 T MS 提供足够的驱动力。 第四节 马氏体转变的热力学 二、马氏体转变的热力学条件 Beijing Institute of Petro-chemical Technology 三、MS点的物理意义 Ms点是A和M两相自由能差达到相变所需最小驱动力值时的温度，反映了M转变得以进行所需的最小过冷度。 MS点以下形成一定量的M后，便会使系统的△G＝0，转变即中止，继续降温使△G0，转变又继续进行，这就是M转变需不断降温的原因。 第四节 马氏体转变的热力学 Beijing Institute of Petro-chemical Technology 四、影响MS点的因素 1