Fe-15Ni-06C合金马氏体表面浮凸的研究.docVIP

Fe-15Ni-0.6C合金马氏体表面浮凸的研究 摘要 本文为了研究合金中马氏体浮凸现象及形成机理并对马氏体相变机理进行思考，在实验过程中用Nano First—1000型STM和QUANTA-400型SEM对Fe-15Ni-0.6C合金在经过真空热处理之后得到的马氏体表面浮凸进行了观察研究。用STM和SEM观察到的Fe-15Ni-0.6C合金的实验表面有明显的马氏体浮凸.分析其得出：单片马氏体片的浮凸为帐篷型(Λ) ，浮凸高度在43-96nm之间，马氏体浮凸是由于过冷奥氏体在转变为新相马氏体时体积膨胀塑造成，而非马氏体切变机制造成，马氏体相变的切变机制的合理性值得推敲。 关键词 Fe-15Ni-0.6C合金；马氏体；表面浮凸；切变；过冷奥氏体 Abstract This paper in order to study the phenomena and formation mechanism of Martensite surface relief in alloy and thinking mechanism of Martensitic transformation, NanoFirst—1000 STM and QUANTA400 SEM were used during experiment to observe the Martensite surface relief of Fe-15Ni-0.6C alloy after vacuum heat treatment. And found that surface relief of Fe-15Ni-0.6C alloy was observed Obvious Martensite surface relief, using STM and SEM. By analysis of the relief, it showed that: The Martensite surface relief was “Λ” type, the altitude of between 43-96nm Martensite surface relief phenomena was produced by volume expansion,When super-cooling austenite phase into the new martensite. Rather than it caused by martensitic shear mechanism，Rationality of Martensitic transformation shear mechanism should be worth of scrutiny. Keywords Fe-15Ni-0.6Calloy；Martensite;；surface relief；Shear；Super-cooling austenite 前言 一直以来马氏体相变是材料科学中最重要的相变之一，也是研究最活跃的领域之一。早期的马氏体是指钢经淬火得到的坚硬组织状态，是碳在中的过α-Fe饱和固溶体。后来，随着人们对马氏体认识的加深，马氏体相变的概念也被进一步推广。现代马氏体相变定义为: 原子经无需扩散的切变位移，进行不变平面应变的晶格改组的一级相变。为研究马氏体形成机制科学工作者不断提出或改进切变模型,诸如 Bogers-Burgers双切变模型、范性协作模型等等将近10种模型。除了Bain应变模型外 ,其余均为切变模型或以切变模型为基础的改进型模型。自20世纪30年代至今, 80年来提出的所有的切变模型及其学说均不能与实际完全符合 ,尤其是对于钢中的马氏体相变基本上不符合。因此,按照科学技术哲学理论,马氏体切变机制均不能称为理论,只是一种学说(或假说) ,尚不能称其为成熟的理论。 以往书刊认为，表面浮凸是马氏体相变的重要晶体学特征之一，是马氏体微观相变机制的宏观反映。为此，本实验将对Fe-15Ni-0.6C合金中马氏体的表面浮凸进行观察和研究，通过对马氏体浮凸的研究来讨论其形成机理并提出对马氏体相变机理的新思考。 1 实验材料与步骤 1.1 实验材料 1.1.1 实验材料的选取 本文选择了Fe-15Ni-0.6C铁基合金，合金的含碳量为0.6%，含镍量为15%。 1.1.2 Fe-15Ni-0.6C钢的热力学数据 参考图1.1[1]和有关资料，再考虑到C对Fe-Ni合金的影响，可以得到Fe-15Ni-0.6C钢的相变温度如表1.1所示： 表1.1 Fe-15Ni-0.6C合金的相变温度 Table.2.1 Phase transformation temperature of Fe-15Ni-0.6C alloy