第五章马氏体转变.ppt

5.4 马氏体转变的机理 马氏体区别与其他相变的最基本的特点是： 1、相变以共格切变的方式进行 2、相变的无扩散性 这一特点决定了马氏体的转变机制具有特殊性 5.4 马氏体转变的机理 转变热力学 M转变是热学性的，驱动力是ΔGγ→α’ 马氏体与奥氏体自由焓随温度的变化曲线 C：是显著的影响因素 随C%↑，Ms，Mf↓，且Mf比Ms下降得快，所以能扩大M的转变温度范围 N：强烈降低Ms点； Al，Co：提高Ms点， 其余Me：使Ms降低 影响Ms点的因素 （1） A化学成分（最主要影响因素） 提高A区内加热温度或延长加热时间 可降低Ms，有利于奥氏体的合金化 可提高Ms点，原因可能与A晶粒长大，或与A内缺陷减少有关 （2） 奥氏体化条件 一般工业生产用淬火介质所能达到的冷却速度对Ms一般没有影响 影响Ms点的因素 （3）冷却速度的影响 C%越低，Ms出现跳跃式 变化趋势越明显。 （4）弹性应力的影响 单向拉应力、压应力能促进M的形成，使Ms点升高，所得M称为应力促发M。 三向压缩则使Ms点下降。 （5）塑性变形的影响 在奥氏体状态下的塑性变形方式和变形量对马氏体相变Ms点有显著影响。细化晶粒使Ms点降低，最终趋于恒定 形变诱发马氏体是指由于奥氏体受到塑性变形的影响而形成的马氏体。 形变能为相变提供一定的能量，如果该能量与化学驱动力相互作用，能够达到相变所需的最小驱动力，则相变就可以提前发生。形变所提供的能量，称为机械驱动力。 影响Ms点的因素 形状记忆效应 形状记忆效应：将某些材料进行变形后加热至某一特定温度以上时，能自动回复原来形状的效应。 形状记忆效应是由马氏体转变的热弹性行为及伪弹性引起的 分单程和双程记忆效应 热弹性M：M片随温度降低而增大，随温度升高而减小。 一般M转变形核以后，M片迅速长大到一极限尺寸即停止，若要使转变继续进行，必须持续降温，产生新核，随后长大到极限尺寸，这一过程不可逆。这是因为马氏体长大到一定程度时，边界共格关系得到了破坏。 热弹性马氏体－在一些合金中的马氏体形成时，其产生的形状变化始终依靠相邻母相的弹性变形来协调，保持着界面的共格性。这样，马氏体片可随温度降低而长大，随温度升高而缩小，亦即温度的升降可引起马氏体片的消长。具有这种特性的马氏体称为热弹性马氏体。 热弹性马氏体 ?? 温度升降可以引起热弹性马氏体的消长，外加应力的改变也可以引起马氏体片的消长。 应力增加，马氏体片长大 应力减小，马氏体片缩小 外力促发的马氏体片往往具有相同的空间取向，故马氏体片的长大，即随马氏体量的增加将伴随宏观的形状改变。 随应力减小，马氏体发生逆转，宏观变形恢复，这种现象称为伪弹性（超弹性） 伪弹性 航天应用—月面天线 月面天线伸展开来很宽大，火箭无法容纳，那么，如何把这样一个天线送上太空，送上月球呢? 用Ni-Ti合金丝在马氏体相变温度以上，先做成月面天线，然后在低于Mf的温度把月面天线压成小团装入运载火箭，当发射至月球表面后，通过太阳能加热而恢复原形，在月球上展开成为正常工作的月面天线 医学应用—心脏修补元件 热弹性马氏体的应用 M的结构类型随C含量的不同而变化。 C含量低时为板条M，位错亚结构； C含量高时为针片状M，孪晶亚结构。板条M有较高的强韧性，针片状M硬而脆。 ?? M转变是按切变方式进行，K－S，G－T模型不同程度说明了切变过程 ?? 由于M是以切变方式进行，所以M转变有一系列由切变造成的特点（表面浮凸，非恒温，非扩散，惯习面和位向关系，可逆性） 奥氏体热稳定化及机械稳定化的基本概念 形状记忆效应的概念及应用 本章小结 （1）影响钢的Ms点的最主要因素是＿＿＿， Ms随升高 而＿＿＿。 （2）M转变的切变模型有＿＿＿，＿＿＿ ，＿＿＿ 。 （3）马氏体转变时K-S关系是指＿＿＿ (晶面关系)，＿＿＿ (晶向关系)。 （4）通常亚共析钢的淬火加热温度是在＿＿＿，过共析钢为了减少变形开裂，其淬火加热温度通常是在＿＿＿。 （5）在Ms点以上由变形产生的马氏体为＿＿＿。 (a)应力促发马氏体(b)形变诱发马氏体 (c)淬火马氏体(d)热弹性马氏体 测验 ?? 什么是钢中的马氏体、珠光体和奥氏体？各自具有什么样的晶体结构？ ?? M转变与P转变相比有什么特点？ ?? 为什么M转变是非扩散转变？ ?? M有几种主要类型，具有什么样的特点? 思考题 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德