马氏体转变和残奥量.pdfVIP

第20卷第3期 西安航空技术高等专科学校学报 Vo1．20No ．3 2002年 9月 JournalofXi’anAerotechnicalCollege Sup ．2 00 2 钢 的马 氏体相变 刘晓婷 (西安航专 机械系，西安 710077) 摘 要 ：热处理 的淬火工艺对材料性能有着很重要的影响。对淬火组织马氏体的认识尤显重要 。通过对马氏 体相 变的深刻分析与研究，能更进一步认识马氏体的本质。特别是希望马氏体相变在更高的温度下完成 ，这 对减小淬火变形和裂纹有着十分重要的意义。 关键词 ：马氏体相 变；碳的质量分数 ；马氏体 中图分类号 ：TG151．2 文献标识码 ：A 文章编号 ：1008—9233(2002)03—0057—03 为 了纪 念 著 名 的 德 国 冶 金 学 家 Adolph 于碳 的过饱和而使马 氏体 晶格发生畸变 。溶碳越 Martens，法 国著名冶金学家 Osmond建议将碳钢经 高 ，马氏体畸变越严重 ，比容也越大 ，内应力也越大。 淬火所得到的高硬度相称为马 氏体 ，并 因此而将得 到马氏体的相变过程称为马 氏体相变 ，但广义 的马 2 马 氏体转变的速度极快 氏体相变的含义是 ：凡是符合马氏体相变基本特征 马 氏体相变是 以原子有规则移动 的形式进行 ， 的相变都称为马氏体。因而马 氏体相变不仅在钢 的 相变 中存在 ，而且在某些合金系的相变中也存在 ：如 纯铁在 30000℃ ／-~6冷却时也有马氏体相变，而且 Fe — Mn，Fe—Ni—Ti等这些合金 中也有马 氏体相变 过程。马氏体相变存在于多种合金系中。 钢的马 氏体相变也是 由形核和核长大两个基本 过程组成 ，但与其它相变 比较又有 以下几个特点： 1 马氏体相变是无扩散型相变 因为相变前后化学成分不变 ，新相 (马 氏体)和 图 l 马氏体晶格结构 母相 (奥 氏体)碳 的质量分数相 同，只是 晶格结构 由 面心立方 晶格转变成 了体心正方晶格而且马 氏体相 变可以在 一196C～ 一296℃低温下进行 ，这样低 的 温度原子扩散极 困难 ，所 以相变不可能 以扩散方式 进行，因此马氏体相变过程 中，原子有规则移动，原 来相邻 的原子相变 以后仍然相邻 ，原子不发生扩散 就可 以发生马 氏体相变 。马 氏体 的实质就是 ：碳被 迫 留在 晶格 中成为碳在 a—Fe中的过饱和 固溶体 。 马 氏体晶体结构如 图 l所示 。马 氏体 由于碳的过饱 O奥 氏体 晶格上 的铁原子 ·马 氏体 晶格上 的铁原子 和，这种过饱和程度是随溶碳量而变化的，当碳的质 马氏体晶播正虞}-4／：I 量分数 0．25％时 ，马 氏体 晶格 c／a值大于 l，成 了 图2 奥氏体 向马氏体晶格改建示意图 体心正方晶格，c／a值为马氏体的正方度 ；只有碳的 从贝茵(Bain)所设想的贝茵模型 (如图2所示)可看 质量分数0．25％时 。才是体心立方 晶格。同时 由 + 收稿 日期 ：2002—02—26 58 西安航空技术高等专科学校学报 出，铁 原子不必交换位置就进行 了 r—Fe面心 品格 积膨胀 ，对那些还没有转变 的奥 氏体产生 了多 向压 向a—Fe体心品格 的重建 。相变过程 中，新 旧两相 应力 ，从而阻碍 了奥 氏体 向马 氏体继续转