CH6.3马氏体相变的主要特点PPT(10级)讲义.pptVIP

6.3 马氏体相变的主要特点 马氏体转变在极低温度下进行的一种转变 ，具有下列五个特征(链接)： 马氏体转变的非恒温性与不完全性 马氏体转变的无扩散性 马氏体转变的切变共格性和表面浮凸现象 马氏体转变具有一定的位向关系和惯习面 马氏体转变的可逆性 6.3.1 马氏体转变的非恒温性和不完全性 主要是马氏体转变 ①无孕育期；②在一定的温度范围内进行；③不完全性，即有残余奥氏体。 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。这一温度称为马氏体转变开始温度，用Ms代表。马氏体转变不能终了。 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。所以马氏体转变主要为降温转变，过冷奥氏体冷至Ms温度才向马氏体转变的开始转变。而冷至Mf马氏体转变的终止。Mf称为马氏体转变的终止点(温度)。把马氏体的降温转变称为马氏体转变的非恒温性。 马氏体转变量是在Ms～Mf温度范围内，通过不断降温来增加的，即马氏体转变量是温度的函数，与等温时间无关。 马氏体转变主要表现: ① 马氏体转变无孕育期。 马氏体转变量是通过不断降温来增加的，即马氏体转变量是温度的函数，与等温时间无关。 把马氏体的降温转变称为马氏体转变的非恒温性。 ② 在一定的温度范围内进行，有转变开始温度和转变的终止温度； 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。这一温度称为马氏体转变开始温度，用Ms代表。 ③ 马氏体转变不完全性，即有残余奥氏体。 由于多数钢的Mf在室温以下，因此钢快冷到室温时或即使冷却到Mf点，仍有部分未转变的奥氏体残留下来，称之为残余奥氏体，记为Ar、rA、?’或AR。有残余奥氏体存在的现象，称为马氏体转变不完全性。 6.3.2 马氏体转变的无扩散性 1. 马氏体转变的无扩散性 实验测定出母相与新相成分一致。且马氏体形成速度极快，一片马氏体在5×10-5?5×10-7秒内生成。即使在-20?196℃以下也是同样快速，而碳原子在-60℃以上才能进行有效扩散，此温度远高于相变温度的下限-196℃，故转变时不会有扩散发生。 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。 2. 马氏体转变无扩散性证据: a.马氏体转变前后碳浓度不变。 b.马氏体转变过程中晶核长大为协同型长大；即晶格改组(由fcc到体心正方晶格)是通过切变方式完成的。 c.马氏体转变在极低温度下进行，转变速度极快。 d.马氏体降温形成，且有残余奥氏体。 近年来，通过实验和计算结果对上述观点提出了疑问： a) Thomas发现在含碳0.27%的碳钢中，条间奥氏体内含碳量达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。 与多数实验测定的结果不同。 b) 上海交大徐祖耀计算出马氏体内碳原子扩散需时间为7.3×10-3 ?10-7s，而条状马氏体形成时间为10-3-10-6s，比较两者时间，说明扩散跟得上马氏体转变的速度，即转变时可能有扩散发生。虽然这二个结果不足以推翻过去的马氏体相变无扩散的结论，但至少表明尚存有不同的观点。 高碳马氏体的表面浮凸（Fe-Ni-Co合金中的片状马氏体光学照片 ） (1) 马氏体转变时产生表面浮凸(链接)。 (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。 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。表明马氏体相变就像形变中的切变一样。切变使得发生宏观形变。 马氏体转变时产生表面浮凸示意图 预先磨光表面的试样，在马氏体相变后表面产生突起，这种现象称之为表面浮凸现象。 6.3.4 马氏体转变具有一定的位向关系和惯习面 马氏体转变时马氏体与奥氏体存在着严格的晶体学关系：位向关系和惯习面 奥氏体与马氏体保持的晶体学位向关系有：K—S关系、西山(N)关系、G—T关系、K—V—N关系。 惯习面随奥氏体中含碳量及