1 马氏体相变的特点新相和母相始终保持切铁基合金中,马氏体相变的位向关系有三种变共格性,因此马氏体K-S关系:(111)// (011)a,<101>//<111>a;4.位向关系相变后的新相和母相之西山关系:[111)//011)a,<211>//<110>a;(orientationrelationship)间通常存在着一定的晶G-T关系:与K-S关系相似但有1~2°偏差。体学位向关系。在M以下,马氏体转(1)变温形核,恒温瞬时长大:Fe-Ni、Fe-Ni-C变量随温度的降低而不合金,如图10.2(c)所示。断增加,当温度不变5.变温转变,(2)变温形核,变温长大:Au-Cd、Cu-A1合时,转变不再进行;随转变不完全金后再降低温度,转变又(3)恒温转变:Fe-Ni-Mn、高速钢等。不能进重新开始,直至Mr温度行到底。完成M转变。冷却时高温母相转变为马氏体,重新加热时已冷却时马氏体开始形成温度记为Ms,转变终6.可逆性形成的马氏体又可以逆了温度记为Mr。逆相变时开始温度记为As,转变为高温母相。在一终了温度记为Af。A温度高于M温度。个温度范围内完成
1 马氏体相变的特点 4.位向关系 (orientation relationship) 新相和母相始终保持切 变共格性,因此马氏体 相变后的新相和母相之 间通常存在着一定的晶 体学位向关系。 铁基合金中,马氏体相变的位向关系有三种: K-S 关系:{111}γ∥{011}α′,<101>γ∥<111>α′; 西山关系:{111}γ∥{011}α′,<211>γ∥<110>α′; G-T 关系:与 K-S 关系相似,但有 1~2°偏 差。 5.变温转变, 转变不完全 在 Ms以下,马氏体转 变量随温度的降低而不 断增加,当温度不变 时,转变不再进行;随 后再降低温度,转变又 重新开始,直至 Mf 温度 完成 M 转变。 (1)变温形核,恒温瞬时长大:Fe-Ni、Fe-Ni-C 合金,如图 10.2(c)所示。 (2)变温形核,变温长大:Au-Cd、Cu-A1 合 金。 (3)恒温转变:Fe-Ni-Mn、高速钢等。不能进 行到底。 6.可逆性 冷却时高温母相转变为 马氏体,重新加热时已 形成的马氏体又可以逆 转变为高温母相。在一 个温度范围内完成。 冷却时马氏体开始形成温度记为 Ms,转变终 了温度记为 Mf。逆相变时开始温度记为 As, 终了温度记为 Af。As 温度高于 Ms温度
2马氏体的晶体结构不同材料的马氏体晶体结构可能不同,最具代表性并且应用最为广泛的是钢和有色金属中的马氏体。部分金属和合金中马氏体的晶体结构合金转变类型合 金转变类型FCCBCTFCCBCCFe-(0~1.8)%CFe-(27~34)%NiFe-(11~19)%NiFe-(2.8~8)%Cr-FCC-BCTFCC-BCT(1.1-1.5)%C(0.4~1.2)%CFe-(0.7~3)%NFCC-BCTFCC-HCPFe-(13~25)%MnFCC-BCCTi-(2~5.4)%NiBCC-HCPFe-(17~18)%Cr-(8~9)%NiTiCoFCCHCPBCC-HCPZrLiBCCHCPBCC-HCP
2 马氏体的晶体结构 不同材料的马氏体晶体结构可能不同,最具代表性并且应用最 为广泛的是钢和有色金属中的马氏体。 合 金 转变类型 合 金 转变类型 Fe-(0~1.8)%C FCC→BCT Fe-(27~34)%Ni FCC→BCC Fe-(11~19)%Ni- (0.4~1.2)%C FCC→BCT Fe-(2.8~8)%Cr- (1.1~1.5)%C FCC→BCT Fe-(0.7~3)%N FCC→BCT Fe-(13~25)%Mn FCC→HCP Fe-(17~18)%Cr-(8~9)%Ni FCC→BCC Ti-(2~5.4)%Ni BCC→HCP Co FCC→HCP Ti BCC→HCP Zr BCC→HCP Li BCC→HCP 部分金属和合金中马氏体的晶体结构
3马氏体的组织形态与亚结构原奥氏体品界巧氏体板条BSXA板条(a)完全奥氏体化,奥氏体新晶界(b)从奥氏体晶界形成板条状浮凸板条群细窄而平直,晶界夹角接近120°。标志着马氏体转变的开始。马氏位向来有遗火李晶以及一些尚未溶解的体示碳化物(呈黑色点状)和央杂物。意图(c)板条浮凸迅速发展,沿晶界(d)马氏体转变完成,新生成的浮凸构成生成一条粗大的板条。大小不同的梯形、正三角形及平行四边形。图10.5低碳钢在连续冷却时马氏体的形成过程(班丽丽,等.低碳钢在高温共焦激光扫描显微镜下马氏体相变的原位观察研究[1]。冶金分析,2011,31(12):1-5.)
3 马氏体的组织形态与亚结构 (a) 完全奥氏体化,奥氏体新晶界 细窄而平直,晶界夹角接近 120°。 有退火孪晶以及一些尚未溶解的 碳化物(呈黑色点状)和夹杂物。 (b)从奥氏体晶界形成板条状浮凸, 标志着马氏体转变的开始。 (c)板条浮凸迅速发展,沿晶界 生成一条粗大的板条。 (d)马氏体转变完成,新生成的浮凸构成 大小不同的梯形、正三角形及平行四边形。 图 10.5 低碳钢在连续冷却时马氏体的形成过程 (班丽丽,等.低碳钢在高温共焦激光扫描显微镜下马氏体相变的原位观察研究[J].冶金分析,2011, 31(12):1-5.) 板条 马氏 体示 意图
3马氏体的组织形态与亚结构片状马氏体的亚结构为李晶,所以又称为李晶马氏体。在铁基合金中这些李晶很细,需在电镜下才能观察到,但在Au-Cd及In-TI等合金中,马氏体中的李晶较宽,在光学显微镜下可看到。片状马氏体示意图
3 马氏体的组织形态与亚结构 片状马氏体示意图 片状马氏体的亚结构为孪晶,所以又称为孪晶马氏体。在铁基合金 中这些孪晶很细,需在电镜下才能观察到,但在Au-Cd及In-Tl等合金 中,马氏体中的孪晶较宽,在光学显微镜下可看到
4马氏体转变的切变机制马氏体转变不但包括微观的点阵改组及特定的晶体学位向关系,还产生了由于宏观变形引起的表面浮凸。关于马氏体转变机制主要有Bain模型、K-S模型G-T模型、晶体学表象理论等,但还没有哪一种机制能完全解释马氏体相变特征
4 马氏体转变的切变机制 马氏体转变不但包括微观的点阵改组及特定的晶 体学位向关系,还产生了由于宏观变形引起的表面浮 凸。关于马氏体转变机制主要有Bain模型、K-S模型 、G-T模型、晶体学表象理论等,但还没有哪一种机 制能完全解释马氏体相变特征