原理第7章马氏体相变.pptVIP

相变孪晶：片状马氏体内有许多相变孪晶，孪晶接合部分的带状薄筋称为中脊。相变孪晶的存在是片状马氏体组织的重要特征。孪晶间距约为5nm，一般不扩展到马氏体边界上，在马氏体片边缘区域则为复杂的位错组列。01亚结构：根据内部亚结构的差异，可将片状马氏体的亚结构分为以中脊为中心的相变孪晶（中间部分）和无孪晶区（片的周围部分，存在位错）。02位向关系：片状马氏体惯习面接近{225}γ或{259}γ；马氏体和奥氏体符合K-S关系或西山(N)关系。03第四章马氏体相变第四章马氏体相变钢的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}M′（110）γ‖（111）M′K—S关系{111}γ‖{110}M′（110）γ‖（111）M′西山关系（111）γ‖{110}M′（211）γ‖（110）M′形成温度Ms350℃Ms≈200～100℃Ms100℃C%0.30.3～1时为混合型1～1.41.4～2第四章马氏体相变组织形态条宽为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，有爆发转变第四章马氏体相变与C%的关系：片状马氏体的组织形态随合金成分的变化而改变。对于碳钢：C%＜0.3%时，板条马氏体；3%＜C%＜1.0%时，板条马氏体和片状马氏体混合组织；0%时＜C%时，全部为片状马氏体组织。并且随着C%增加，残余奥氏体的含量逐渐增加。合金元素Cr、Mo、Mn、Ni增加形成孪晶马氏体倾向。与奥氏体晶粒的关系：奥氏体晶粒越大，马氏体片越大。片状马氏体存在显微裂纹：片状马氏体显微裂纹是其形成时产生的，先形成的第一片马氏体贯穿整个原奥氏体晶粒，使后形成的马氏体片大小受到限制，因此马氏体片的大小不同。后形成的马氏体片不断撞击先形成的马氏体，由于马氏体形成速度极快，相互撞击，同时还与奥氏体晶界撞击，产生相当大的应力场，另外由于片状马氏体含碳量较高，不能通过滑移或孪生等变形方式消除应力，因此片状马氏体出现显微裂纹。值得提出的是：板条马氏体板条之间夹角很小，基本相互平行，相互撞击的几率很小，即使偶有撞击，由于残余奥氏体的存在可以缓解应力，因此，板条马氏体没有出现显微裂纹。第四章马氏体相变第四章马氏体相变在Fe－Ni－C合金系中，C%↑，Ms↓；形态：条状→条状与片状→蝶状→片状→片状+薄片状→薄片状；亚结构：则由位错逐步转化为孪晶。Fe-Ni-C马氏体形态与碳含量的关系第四章马氏体相变马氏体转变的热力学相变的驱动力理论上马氏体相变的驱动力:GV=GM－GA＜0A→M，ΔGV必须小于零，即转变温度必须低于T0以下，需要过冷度很大，但要满足该条件必须降低到很低温度Ms，Ms点很低。第四章马氏体相变2、相变特征点1）Ms点定义奥氏体和马氏体两相自由能之差达到相变所需的最小驱动力值对应的温度称为Ms点。对于一定成分的合金，T0一定，Ms越低，则T0-Ms越大，相变所需的驱动力越大。反之，相变所需的驱动力越小。因此：(1)对于钢和Fe合金，ΔG很大，马氏体快速长大或爆发式转变；(2)对于有色合金(如Au-Cd)，ΔG很小，形成热弹性马氏体。010203获得形变诱发马氏体的最高温度。3）Md点定义马氏体和奥氏体两相自由能之差达到逆转变所需的最小驱动力值对应的温度称为As点。逆转变驱动力的大小与T0-As成正比。2）As点定义获得形变诱发马氏体逆转变的最低温度。按上述定义，T0为Md上限温度(理论温度)；也是Ad下限温度(理论温度)。4）Ad点定义第四章马氏体相变第四章马氏体相变形变诱发马氏体的解释：如下图所示，马氏体相变所需的驱动力为ΔG，对应相变点为Ms。