马氏体转变点计算公式
马氏体转变温度对奥氏体不锈钢的马氏体转变的影响
马氏体转变温度对奥氏体不锈钢的马氏体转变的影响摘要：研究马氏体临界转变温度Ms 、与奥氏体不锈钢的马氏体转变之间的关系。
结果表明：S30408与S30403的的温度在室温范围，可以在室温下顺利进行马氏体转变，而S31603的均低于-40℃，在室温下进行马氏体转变十分困难。
关键词：奥氏体不锈钢，马氏体转变，马氏体转变温度1 研究目的与意义亚稳定奥氏体因冷却或者变形能自发地转变为马氏体。
在冷却到某一温度时发生α’-马氏体，这一温度表示为马氏体临界转变温度Ms。
是发生30%塑性应变导致50%(体积分数) α’-马氏体转变的温度。
Ms、可以用来描述应变强化中的马氏体转变的热力学条件，是马氏体转变的基础条件，本文将研究这两个参量对不同变形量时奥氏体不锈钢的马氏体转变的影响。
Ms、公式如下[1,2]：Ms=3000(0.068-C-N)+110(8.9-Ni)+75(14.6-Cr)+60(1.33-Mn)+50(0.47-Si) 式中,Ms为马氏体热力学转变温度（℉）。
=551-462(C+N)-29(Ni+Cu)-18.5Mo-13.7Cr-9.2Si-8.1Mn-68Nb-1.4 29(d-8)式中, d-美国材料与试验协会（ASTM）制定的晶粒等级，对于轧制后固溶处理的奥氏体不锈钢，其晶粒尺寸相当于晶粒等级9。
2. 试验材料试验材料S30408、S30403、S31603均为热轧不锈钢带，交货状态为固溶酸洗，选取三个不同厚度系列，主要规格及编号（按炉批号编号）如下：S30408：4mm（编号481），6mm（编号482），12mm（编号483）S30403：4mm（编号431），6.5mm（编号432），12mm（编号433）S31603：4mm（编号631），6mm（编号632），8mm（编号633）三种材料的含碳量都较低，S30408最高；Ni、Cr、Mo含量都在标准范围的下限；S30403的Mn含量最高，S31603的N含量最低。
马氏体转变的晶体学
马氏体转变的晶体学（一）马氏体的晶体结构1、马氏体的晶格类型Fe-C 合金的马氏体是C 在中的过饱和间隙固溶体。
X-射线衍射分析证实，马氏体具有体心正方点阵（点阵常数之间的关系为：a=b ≠c ，α=β=γ=90° c/a-称为正方度）。
人们通过X-射线衍射分析法，测定不同碳含量马氏体的点阵常数，得出c 、a 及c/a 与钢中碳含量成线性关系，由图7可见，随钢中碳含量升高，马氏体点阵常数c 增大，a 减小，正方度c/a 增大。
图中a γ为奥氏体的点阵常数。
马氏体的点阵常数和钢中碳含量的关系也可用下列公式表示：⎪⎭⎪⎬⎫+=-=+=γρβραρ1/00a c a a a c式中 a 0为α-Fe 的点阵常数， a 0=2.861Å；α=0.116±0.002；β=0.113±0.002；γ=0.046±0.001；ρ—马氏体的碳含量（重量百分数）。
显然，系数α和β的数值确定着C 原子在α-Fe 点阵中引起的局部畸变。
上式所表示的马氏体点阵常数和碳含量的关系，长期图8 奥氏体a)与马氏体b)的点阵结构及溶于其中的碳原子所在的位置以来，曾为大量研究工作所证实，并且发现这种关系对合金钢也是适用的。
马氏体的正方度c/a，甚至已被成功地作为马氏体碳含量定量分析的依据。
2、碳原子在马氏体点阵中的位置及分布C 原子在中α-Fe 可能存在的位置是铁原子构成体心立方点阵的八面体间隙位置中心。
在单胞中就是各边中央和面心位置，如图8所示。
体心立方点阵的八面体间隙是一扁八面体，其长轴为2a ，短轴为c 。
根据计算，α-Fe 中的这个间隙在短轴方向上的半径仅0.19Å，而C 原子的有效半径为0.77Å。
因此，在平衡状态下，C 在α-Fe 中的溶解度极小（0.006%）。
一般钢中马氏体的碳含量远远超过这个数值。
因此，势必引起点阵发生畸变。
图9中只指出了C 原子可能占据的位置，而并非所有位置上都有C 原子存在。
第四章钢的马氏体转变
反常高 (高Al 钢)
低温时，碳处于同一组空隙位置（完全有序状态） ∴ c/a高
室温时，温度回升，碳无序分布， ∴ c/a下降
第四章钢的马氏体转变
二、马氏体转变的特点
1、表面浮凸和切变共格
第四章钢的马氏体转变
第四章钢的马氏体转变
G-T关系（与K-S关系比较）：
{011} α ∥{111}γ差1 ° <111>α ∥<011> γ差2°
第四章钢的马氏体转变
K-S关系：
{011} α' ∥{111}γ <111> α' ∥<011> γ
第四章钢的马氏体转变
西山关系： {011} α' ∥{111}γ <011> α' ∥<211> γ
第二次切变：在(¯211) γ晶面上(垂直于(111) γ晶面)沿[01¯1] γ方向发生第二次切变，使菱 形面的夹角由60 °变为70°32’
线性调整：使菱形面的尺寸作膨胀或收缩。
第四章钢的马氏体转变
取向关系明确 转变前后相邻原子位置不变 局限性：
对{225}γ、{259}γ马氏体无法解释 浮凸与实际不符合
第四章钢的马氏体转变
三、G-T模型
第一次切变：
接近{259}γ宏观变形(浮凸)→三菱结构（非M）， 它与M{112}α晶体结构相同
第二次切变：
在M{112}α面上[111]方向→体心正方→微观尺度、 不均匀→产生滑移或孪生
微调形成M结构 与实验结果一致，可以解释浮凸、取向、亚
结构 C%<1.4的钢不适合
2、形成温度（MS ）
钢的热处理工艺设计经验公式
随着科学技术的发展，为满足机械零件越来越高的性能要求，研制和引进的新钢种日益增多。
由于诸多原因，大多数生产厂家无法及时获得新钢种的有关资料数据，纷材料选择、技术设计和热处理工艺编制带来困难。
解决的办法之一是进行必要的工艺试验，为此，要消耗大量的经费和时问。
这对于从事单件、小批量生产的中小企业是难以办到的。
经过热处理工作者的多年努力，采用试验和数理统计方法导出了许多实用的经验公式。
本文收集整理出的33个公式，可在缺乏新材料的有关数据资料的情况下(只需通过理化分析得到新锕种的化学成分)估算出钢的热处理工艺参数，进行热处理工艺设计。
这是建立金属热处理柔性系统(FCM)数据库的前期工作。
1 钢的热处理相变点及再结晶温度的计算_1](1)亚共析钢加热时，所有铁素体转变为奥氏体的温度Ac (℃)：Ac ：908-223.7C+438 5P+30 49Si+37.92V一34.4Mn一23Ni一200(C一0 54+0．06Ni) ??(1)Ac =854—180C一14Mn+44Si一17_8Ni一1．7Cr ? ?(2)式(1)，(2)适用于0．3％≤C≤0．6％，0≤si≤1．0％，O≤N 3．5％，0~<Cr<-I．5％，O<-Mc~<0．5％。
航空棚遣技术(2)钢加热时，开始形成奥氏体的温度Ac，(℃)：Ac =723—14Mn+22Si一14．4Ni+23．3cr---(3)式(3)适用范围同式(1)。
Ac =723+25Si一7Mn+l5Q 一15Ni+30W +40Mo+50V ?---(4)式(4)适用于0≤c≤0．8％，0≤Mo≤0．5％，0≤v≤0．5％，oKwK1、5％，0≤CrY7．5％。
(3)钢奥氏体化后冷却时，奥氏体开始转变为马氏体的温度M (℃)：M ．=550—350C一40Mn一35V 一20Cr—l7Ni—Cu一10Mo一5W +15Co+30Al+0Si ? ?(5) M =561—474C一33Mn一17Cr一17Ni一21Mo?(6)式(5)，(6)适用于中低碳钢。
马氏体转变
马氏体转变马氏体转变的发展过程早在战国时代人们已经知道用淬火(即将钢加热到高温后淬入水或油中急冷) 的方法可以提高钢的硬度，经过淬火的钢制宝剑可以“削铁如泥”。
十九世纪末期，人们才知道钢在“加热和冷却”过程中内部相组成发生了变化，从而引起了钢的性能的变化。
为了纪念在这一发展过程中做出杰出贡献的德国冶金学家Adolph Martens 法国著名的冶金学家Osmond 建议将钢经淬火所得高硬度相称为“马氏体”并因此将得到马氏体相的转变过程称为马氏体转变。
Martensite M—马氏体十九世纪末到二十世纪初主要局限于研究钢中的马氏体转变及转变所得产物—马氏体。
二十世纪三十年代，人们用X 射线结构分析的方法测得钢中马氏体是碳溶于α-Fe 而形成的过饱和固溶体，马氏体中的固溶碳即原奥氏体中的固溶碳，因此，曾一度认为“所谓马氏体即碳在α—Fe 中的过饱和固溶”。
曾经有人认为“马氏体转变与其它转变不同，是一个由快冷造成的内应力场所引起的切变过程”。
四十年代前后，在Fe—Ni 、Fe—Mn 合金以及许多有色金属及合金中也发现了马氏体转变。
不仅观察到冷却过程中发生的马氏体转变；同时也观察到了在加热过程中所发生的马氏体转变。
由于这一新的发现，人们不得不把马氏体的定义修定为：“在冷却过程中所发生马氏体转变所得产物统称为马氏体”。
近年来，由于实验技术的进一步发展，使人们对马氏体的结构以及马转变的特征又有了进一步的了解，对许多现象的认识也有了很大的进步，并因此而推动了热处理新工艺及新材料的发展，其中最为脍炙人口的是在热弹性马氏体基础上发展起来的形状记忆合金。
1.奥氏体是碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体，它是γ－Fe的面心立方结构，其溶碳能力较大。
2.马氏体是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相，是母相奥氏体快速冷却时形成的新相，为体心四方结构，其溶碳能力较小。
3.马氏体相变：从奥氏体到马氏体的转变，为无扩散型相变。
6、冷加工诱变马氏体转变点Md(3050)-不锈钢水管
薄壁不锈钢水管原材料基础知识(五)----不锈钢的一般物理性质不锈钢水管的一般物理性质取决于不锈钢的物理性质.1、热传导不锈钢的热传递速度比较慢，例如：不锈钢的热传导率和铝相比430钢种为1/8，304钢种为1/13，与碳钢相比分别为1/2和1/4。
常温下与其它材料相比较的热传导率如表5-1所示。
2、线膨胀与碳钢相比304钢种的线膨胀系数较大，430钢种的线膨胀系数稍小。
另外，铝、铜的膨胀系数要比不锈钢大。
各种材料的线膨胀系数如表5-1所示。
表5-1 各种材料在常温下的热传导率和线膨胀系数3、不锈钢的电阻与纯金属相比，合金的比电阻一般比较大，不锈钢也是如此，与它的构成元素Fe、Cr、Ni相比，电阻值明显要大。
钢中的合金元素越多，电阻就越大，如304钢种要比430钢种大，310S钢种则更大。
表5-2 各种材料的电阻4、不锈钢的磁性表5-3 各种材料的磁性性质5、应变硬化指数（n）应变硬化指数就是通常所说的n值，表示材料冷作硬化现象的一个指标，可以反映材料的冲压成形性能。
应变硬化指数大，显示材料的局部应变能力强，防止材料局部变薄能力强，使变形分布趋于均匀化，材料成形时的总体成形极限高。
6、冷加工诱变马氏体转变点Md(30/50)1）定义Md(30/50)=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-13.7Cr-29(Ni+Cu)-18.5Mo-65Nb 表示经30%的冷变形后生成50%马氏体的温度。
马氏体转变点Md(30/50)越低，在冷加工变形过程中诱变马氏体不容易产生，冷作硬化程度小，越有利于拉深成形。
其中Ni含量对诱变马氏体转变点的影响是很明显的，Ni含量高，马氏体转变点降低，材料在冷变形过程中硬化程度小。
2）产生原理不锈钢的冷作硬化现象主要是由两种原因引起的：一种是位错增多引起的加工硬化；一种是组织转变（奥氏体转变为马氏体转变）引起的加工硬化。
对SUS430钢种而言，加工变形过程中不会发生组织转变，其冷作硬化现象全部是由位错的增多引起的。
马氏体转变
§1—4 马氏体转变钢经奥氏体化后，快速冷却，抑制其扩散性分解，在较低温度下发生的转变，为马氏体转变。
马氏体转变是钢件热处理强化的主要手段之一。
因此，马氏体转变理论的研究与热处理实践有着十分密切的关系。
早在战国时期，人们已经知道可以用淬火，即将钢加热到高温后淬入水或油中急冷的方法提高钢的硬度。
经过淬火的钢制宝剑可以“销铁如泥”。
但是在当时，对于淬火能提高钢的硬度的本质还不清楚。
直到十九世纪未期，人们才知道，钢在加热与冷却过程中，内部相组成发生了变化，因而引起了钢的性能的改变。
为了纪念在这一发展过程中作出杰出贡献的德国冶金学家Adolph Martens（阿道夫，马顿斯），法国著名的冶金学家Osmond（奥斯门德）建议将钢经淬火所得高硬度相称为马氏体，并因此而将得到马氏体相的转变过程称为马氏体转变。
马氏体的英文名称为-Martensite，常用M表示。
由于钢在生产上得到了最广泛的应用以及马氏体转变最先在钢的淬火过程中发展，因此，在十九世纪未，二十世纪初对马氏体的研究，主要局限于研究钢中的马氏体转变及转变所得的马氏体。
二十世纪三十年代，人们用X射线结构分析方法测得钢中马氏体是C溶于α-Fe而形成的过饱和固溶体。
马氏体中的固溶碳即原奥氏体中的固溶碳。
因此，曾一度认为所谓马氏体即碳在中α-Fe的过饱和间隙固溶体。
对于马氏体转变的研究，初期着重于了解马氏体转变与钢中其它转变的不同点，正是由于观察到了一系列不同于其它转变的特点，曾经有人认为马氏体转变与其它转变不同，是一个由快冷造成的内应力场所引起的切变过程。
四十年代后，在Fe-Ni、Fe-Mn合金以及许多有色金属及合金中也发现了马氏体转变。
不仅观察到了冷却过程中发生的马氏体转变，还观察到了加热过程中所发生的马氏体转变。
新观察到的马氏体转变的特征和钢中马氏体转变的特征相似，基于这一新的发现，人们不得不把马氏体的定义修正为：凡相变的基本特征属于马氏体型的产物统称为马氏体。
马氏体相变与形状记忆效应
• 双程记忆训练：通过各种工艺处理方法在合金内部产生特定的内应力场，使 合金具有双程记忆效应．
• 双程记忆训练方法主要有：
(1)SIM法：在母相态对记忆合金元件施加变形．
(2)SME法：在马氏体态对记忆合金元件施加变形．
(3)SIM+SME法：在母相状态下进行变形，约束其应变，冷却到Mf点以 下；或在马氏体状态下进行变形，约束其应变，加热 到Af点以上．也可将这二者结合起来．
DB
马氏体片群, A、B、C、 D表示 4 种马氏体变体
在母相1个{110}极点周围, 围绕4个马氏体惯习面 法线, 这4个马氏体变体形成1个片群, 共形成6个自 适应的马氏体片群
• 在外力作用下, 可以把马氏体相变自适应相互抵消的变形提供出来. • 对组织为自适应马氏体的试样施加外力时，在较小应力作用下，马氏体变体
• 用电阻法测得的热弹性马氏体随温度变化的相变过程：
• 发生相变时，电阻随温度的变化 偏离线性关系. – 马氏体转变开始、终了温 – 度：Ms 、 Mf; – 马氏体逆转变开始、终了 温度：As、Af． – 定义：As与Ms的差为热 滞后(As－Ms)，表征马氏 体逆相变相对于马氏体相 变的滞后．
– 按六个等效晶面、四个等效晶向组合，共有24个等效取向关系. – 单晶母相中形成马氏体时，马氏体按这24个等效取向关系形成，获得24
个不同位向的马氏体，每个位向的马氏体称为马氏体的一个变体．
• 马氏体对称性低，{128}晶面组的各个晶面不等效， <2 1 0>晶向组的各个晶 向也不等效.
• 由马氏体逆转变回母相时，没有多个1等效的取向关系．马氏体只能按其在母 相中形成的取向关系逆转变回母相．这样，马氏体逆转变完成后，母相在晶 体学上回复到马氏体相变前的状态．这一晶体学上的回复以及相变热力学上 的可逆性是形状记忆效应的基础．
应用余氏经验电子理论计算马氏体开始转变温度M_S
第4期
张山纲 :应用余氏经验电子理论计算马氏体开始转变温度 MS
55
为奥氏体中的 C 的质量分数 。
4 计算 MS 公式的建立
4. 1 计算 MS 的数学模型 与传统的计算 MS 的模型相同 ,由于阻碍马氏体
相变驱动力是前述 C2Fe 、C2Fe2Me 和 C2Mex2Mey 晶胞 中强 共 价 键 的 ICa2Fe 、nCa - Fe 、IAC2Me 、nAC2Me 、WC 、WMe 的 函 数 ,所以作者认为计算 MS 可以用下式表示 :
∑ E0C =
a
Ba
Ia na D ( na)
Fa
+
Bl
nl D ( nl)
f′+
bu am3 d
-
bu CW
(1) 式中 : B a 表示 a 键键能同时受到 u 和υ两个不同原 子的屏蔽 、交换效应的因子 。Ia 表示 a 键的等同键 数 。na 表示 a 键两原子 u 、υ的共用电子对数 。 Fa 表示 u 、υ两个原子对 a 键贡献的共价电子的成键能 力 。D ( na) 表示 a 键的键距 。B l = ( m + n) bμm bvn , m 、n 为 分子式中包含的 u 和υ原子数 , bu 、bυ 为 u 、υ元素晶
D ( nl) 是等效键距 。f′表示晶格电子成键能力 。 a 是 一个参数 , a = 011542 。m3 d 是原子的磁电子数 。 C
为一个参数 , C = 01907 P , P 值随元素而变化 。W =
(哑对电子 + 磁电子) Π外壳电子总数 。(1) 式中第一
项是共价键对结合能的贡献 ;第二项是晶格电子对结
Mex2Mey
晶胞
第五章 马氏体转变(14-1)
与K-S关系
比较 差1 ° 差2 °
（011 ） ＇
10 1 , 11 1
(111 )
（011 ） ＇
＇
（011 ） ＇
10 1 , 11 1
(111 )
＇
10 1 , 11 1
(111 )
＇
K-S关系
西山关系
西山关系与K-S关系间:平行的面相同，晶向不同，差5°16′ G-T关系与K-S间：平行的面和晶向均不同，分别差约1 °和2 °
虽共格界面，S·γ 很小，但∑E很大 ——马氏体相变需要大的过冷度
马氏体转变主要受应变能控制，（界面能和扩 散激活能很小） 而珠光体转变主要受界面能和扩散激活能控制。
T0点的物理意义： M 和 A 自由能相等时的温度 MS点的物理意义：M 和 A 的体积自由能差刚好克服 相变阻力(相变所需最小驱动力)时的温度
( 4 3) ( 4 3)
f 转变为马氏体的体积分 数 f 转变为马氏体的体积分 数
常数 常数
Tq 淬火冷却温度 Tq 淬火冷却温度
冷至375℃-1%M
冷至345℃-30%M
注意与变温M、奥氏体形成动力学曲线的同与不同： 等温——有孕育期但很短，且瞬时长大； 变温——无孕育期，瞬时长大； A ——孕育期相对长，约50%处转变快
专业资料切变共格性专业资料专业资料cc含量越高ms越低残余奥氏体越多专业资料非扩散相变原子发生切变位移但相对位置没有发生变化军队式转变界面扩散型相变原子不切变位置由于扩散而改变平民式转变界面形状改变形状不改变专业资料专业资料专业资料专业资料专业资料专业资料专业资料注意
第五章 马氏体相变
共析碳钢 CCT曲线 A1
第四章马氏体转变
马氏体研发史
1930年，Γ. B．库尔久莫夫和G．萨克斯（Sacks）首先 测得Fe-C合金马氏体与母相奥氏体保持一定的晶体学位向关 系，即K-S关系。 1933年，R. E．迈尔（Mehl )测得在中、高碳钢中马氏体 在奥氏体的｛225｝，晶面上形成，被称为惯习面。
1934年，西山测得Fe-Ni合金马氏体相变时存在西山关系。 1949年，Greniger和Troiano测定了Fe-22 % 、Ni-0.8C％合 金中的马氏体位向，发现了G-T关系。 1951年，J. W. Christian首先提出了马氏体相变的层错形核 模型。1953年，Frank首先提出 Fe-C｛225｝，马氏体与母相 间的位错界面模型。它促成了K-D位错胞核胚模型的提出。
4.1.2 马氏体转变的特点
一、表面浮凸现象和切变共格 二、无扩散性 三、具有特定的位向关系 四、惯习面的不变性 五、马氏体相变具有一个形成温度范围 六、马氏体转变的可逆性
4.1.2 马氏体转变的特点
一、表面浮凸现象和切变共格 （200～196℃）
马氏体形成时试样表面浮凸现象
4.1.2 马氏体转变的特点
｛111｝γ //｛110｝α 差1º； ＜110＞γ // ＜111＞α 差2º
•四、惯习面和不变平面
马氏体相变不仅新相和母相之间有严格的位向关系，而 且马氏体是在母相的一定晶面上开始形成的，这个晶面即 称为惯习面，通常以母相的晶面指数表示。 钢中马氏体的惯习面常见的有三种：{111}γ 、{225}γ 、 和{259}γ。惯习面随碳含量及形成温度不同而异： 碳含量小于 0.6％时为{111}γ， 碳含量在 0.6％～1.4％之间为{225}γ， 碳含量高于 1.4％时为{259}γ 。
4.1.2 马氏体转变的特点
3-马氏体相变-To
转变最快的温度为-130℃
三、爆发式转变
在一瞬间会骤然发生M转变，形成相当大量的M， 这种M形成方式称为爆发式转变
四、表面M
试样的表面在比试样内部的Ms点高出几度到五六十度 的温度下会自发地形成M，这种只产生于表层的M称为
表面M。
表面M层的厚度一般小于30微米，形态基本上是条状，长 大速率较慢，惯习面为{112}γ，符合西山关系，而其内部 的一般等温M却与此不同，它长大速率较快，呈片状，惯
（2）切变共格和表面浮凸现象
① 表面浮凸现象
倾动面
图4-3 马氏体形成时引起的表面倾动
图4-4 直线划痕的变形情况 （a）实验结果
a'
γ
（b）在界面处失去共格
（c）划痕扭曲
应 变 场
图 马氏体与奥氏体的共格关系及其破坏 随马氏体长大，靠近界面的奥氏体弹性切应变也 愈来愈大，当应力值超过奥氏体的屈服极限时，将 发生塑性变形，界面共格联系被破坏。马氏体停 止长大。
第三章 马氏体相变
马氏体定义
◆马氏体----碳在α-Fe
中的过饱和间隙固溶体。
◆凡相变的基本特征属于M型的转变产物都称为M。
§1 马氏体的晶体结构
马氏体----碳在α-Fe 中的过饱和间隙固溶体。 成分与母相奥氏体相同，为一种亚稳相。
碳原子位于α-Fe的bcc扁八面体间隙中心，即点阵各 棱边中央和面心位置。
c/a = 1 + γP
（4-1）
其中： a0 = 2.861Å （α-Fe点阵常数）
α、β、γ 为常数
α ＝0.116±0.002 β=0.013±0.002 γ=0.046±0.001
P ---- 马氏体的含碳量（wt%）
Ms和Md奥氏体不锈钢的形变马氏体资料讲解
奥氏体不锈钢的形变马氏体（a'时间：2012-4-13 来源：作者：Steel info 点击：82次不锈钢的Ms Md 是什么？常用的奥氏体不锈钢自高温奥氏体状态急冷到室温所获得的奥氏体组织于亚稳定状态，其奥氏体稳定程度受钢的成分所制约。
当继续冷至室温以下或经受冷变形时，将可能存在马氏体组织。
这种类型的马氏体包括a '和£两种类型，前者为体心正方结构，呈铁磁性。
后者为密集六方结构，无磁性。
由于£马氏体总是伴随a '马氏体而出现，对其看法尚不统一，一种观点认为它是Y~a '转变过程中的中间过渡相，另一种观点认为它是奥氏体不锈钢中一种独立相。
马氏体转变是一种无扩散相变，通过剪切机构由大规模有规则的原子排列的变化，在很短时间内完成这种转变，快冷和形变是马氏体转变的外部条件，奥氏体稳定程度是其马氏体转变的内在条件。
对于每种成分的奥氏体不锈钢均存在Ms和Md两个相变点，Ms是在冷却过程开始产生马氏体相变的最高温度。
Md 是形变诱发马氏体转变的最高温度，通常足以其应变量30%冷变形后产生50%的温度作为标识，即Md(30)。
两者均受钢中的合金元素含量的影响。
除钴外，所有合金元素均降低！Ms和Md !" 和Md( 30)的经验计算公式如下：Mq a ' )=1305-61.1(%Ni)-41.7(%Cr)-33.3(%Mn)-27.8(%Si)-1667(%C+ %N)M d a ' )(30/50)=413-9.5(%Ni)-3.7(%Cr)-8.1(%Mn)-9.2(%Si)-18.5(%Mo)-462(%C+ %N)Ms和Md点越低，发生马氏体相变越难。
奥氏体中的马氏体相既存在有利影响，也存在不利影响，钢中适量的诱变马氏体可以提高胀形成型和胀形与深拉成型混合冷成型性能，亦可以利用它使钢得以强化。
对于大多数奥氏体不锈钢，由于形变马氏体硬而脆且具有磁性，因此它的存在将使钢的强度提高，尤其是屈服强度提高更加明显，而塑韧性随之降低，此外形变马氏体的存在对钢的耐蚀产生不利影响。
热处理常用计算公式
Cep
C
1 6
Mn
1 5
Cr
Mo V
115Ni
Cu
九、钢的临界点计算
1. 下临界点的近似计算：
(1) Ac1 723 25[Si] 15[Cr] 30[W ] 40[Mo] 50[V ] 7[Mn] 15[Ni]C
(2)
Ac1
5 9
1301
25[Mn]
40[Si]
26[Ni]
42[Cr]C
b =-801.24+50.8HRC
3. HRC 与 HV 的换算： HV 233HRC 14500 100 HRC
10
七、 4s # 力学性能与回火温度的函数关系式
1. b =2263.8-2.65t (MPa) (t 为回火温度：200~700C ) 2. 5 =-11.39+0.066t (%) (t 为回火温度：200~700C )
(6)
1 0.045 Ni1 0.029 Mo1 0.013W C
Ms 4951 0.62C1 0.07Cr1 0.092 Mz1 0.029 Mo
(7)
1 0.033 Si1 0.013W 1 0.045 Ni1 0.012CoC
Ms 795 5500 [C] 45[Mn] 35[V ] 30[Cr] 20[Ni] 16[Mo]
0.8~1.2 (1.0)
4.0
1.0
1.0~1.4 (1.2)
5.0
1.0
1.2~1.6 (1.4)
6.0
1.5
7. 典型滴注式（控制渗剂滴量）气体渗碳工艺
930±10 C
880 C C
T/°C
排号
甲醇 （A）
第九章-5 马氏体(M)转变-2
M和A的自由能与温度的关系 和 的自由能与温度的关系
动力
自
GA GM ∆G=0
∆ GA→ M ∆ GM → A
和 的自由能 M 动力
∆G= GM – GA
由 能
0
∆G
能
Ms
As
温度
M
力
∆G
能
4
（一） M的 的 形成条件
自 由 能
GA GM ∆G=0
∆ GA→ M ∆ GM → A
Ms
As
温度
t ＜ Ms
35
2.3.2惯习面
1 2 3
碳含量小 于0.6%时 时
碳含量在 0.6%~1.4% 时
碳含量在 1.5%~1.8% 时
(111)γ
(225) γ
(259) γ
随马氏体形成温度的下降， 随马氏体形成温度的下降，惯习面有向高指数变化的 趋势。由于惯习面的不同， 趋势。由于惯习面的不同，将会带来马氏体组织形态 上的变异。 上的变异。
高碳针片状马氏体组织
14
Fe-1.22C马氏体（黑色) (1200℃加热，Ms稍下等温淬火） 马氏体（黑色 稍下等温淬火） 马氏体 ℃加热， 稍下等温淬火
15
Fe—0.88C马氏体形貌 (1200℃加热，Ms稍下等温淬火） 马氏体形貌 稍下等温淬火） ℃加热， 稍下等温淬火
16
Fe-1.9C马氏体 马氏体
10
低碳板条状马氏体组织
11
板条状马氏体
(a)
(b)
用不同腐蚀剂显示的板条状马氏体组织 (a)Fe-23.8Ni合金 硝酸酒精腐蚀)； 合金(硝酸酒精腐蚀 ； 合金 硝酸酒精腐蚀 (b)Fe-24.5Ni合金 先用硝酸酒精腐蚀，再用 合金(先用硝酸酒精腐蚀 合金 先用硝酸酒精腐蚀， NaHSO3水溶液腐蚀 水溶液腐蚀) 水溶液腐蚀
第十二章马氏体相变
形变诱发马氏体转变热力学条件示意图
12.1.8 过冷奥氏体的机械稳定化
➢ 现象：Md 点是形变诱发马氏体的
最高温度，高于此温度的塑性变形 将不会产生形变诱发马氏体。
Md
➢ 原因：在Md点以上温度对过冷奥
氏体进行塑性变形，会产生过冷奥 氏体机械稳定化。
➢ 产生机理：由于塑性变形引入缺
陷(或使缺陷增加)，破坏了母相与 新相(或其核坯)之间的共格关系， 使马氏体转变时原子运动发生困难。
12.1.1 马氏体转变的无扩散性的原因
• C原子在-Fe中形成的过饱和固溶体，体心正方结构，正方度随碳含 量增加而线性增大。
• Fe-C合金中，A和M中碳原子相对铁原子的间隙位置没变。 • Fe-C合金中，在-20~-195ºC之间，每片M的形成时间约为：
0.5~510-7s。 • 转变结果：降低了系统能量，形成低温亚稳定相。 • 形成条件：冷却速度大到能避免扩散型相变，所有金属及合金的高温
发马氏体相变，代替温度对马氏体转变的作用。即应力的升降可以引起 热弹性马氏体的消长,称为伪弹性。
形状记忆效应 是由马氏体转变的热弹性及伪弹性行为引起的。
１、位向关系 相变时，整体相互移动一段距离，相邻原子的相对位置无变化，作 小于一个原子间距位置的位移，因此奥氏体与马氏体保持一定的严格 的晶体学位向关系。 K-S关系：{110}M //{111}A；<111>M//<110>A 西山（N）关系：{110}M//{111}A；<110>M//<112>A G-T关系 K-V-N关系 西山关系与K-S关系相比，晶面关系相同，晶向关系相差5°16’
• 片状马氏体的亚结构为细小 孪晶，一般集中在中脊面附 近，片的边缘为位错。随形 成温度下降，孪晶区扩大。