马氏体转变

合集下载

马氏体温度转变范围

马氏体温度转变范围1. 引言马氏体温度转变是材料科学领域的一个重要研究课题，对于理解材料的力学性能和热处理过程具有重要意义。

本文将介绍马氏体温度转变的基本概念、影响因素以及常见的实验方法和应用。

2. 马氏体温度转变的基本概念马氏体是一种具有高硬度和优良弹性的金属相，在金属材料中广泛存在。

马氏体相变是指当金属经过适当的热处理或冷却过程后，从奥氏体相变为马氏体相的过程。

这一相变过程伴随着晶格结构和宏观形态的改变，从而导致材料性能发生显著变化。

马氏体温度转变范围是指在一个特定条件下，金属从奥氏体相转变为马氏体相所需要的温度范围。

该范围通常由两个关键温度值确定：起始温度（Ms）和结束温度（Mf）。

起始温度指在加热过程中，金属开始从马氏体相变为奥氏体相的温度；结束温度则是在冷却过程中，金属完全转变为马氏体相的温度。

3. 影响马氏体温度转变的因素马氏体温度转变受到多种因素的影响，以下是一些主要因素的介绍：3.1 化学成分金属材料的化学成分对马氏体温度转变范围有着重要影响。

不同元素的添加或去除都可能改变材料的晶格结构和相变行为，进而影响马氏体转变温度。

3.2 加热和冷却速率加热和冷却速率是影响马氏体转变范围的关键因素之一。

较快的加热速率可以提高起始温度，而较慢的冷却速率则可以降低结束温度。

这是因为快速加热会导致奥氏体退火，从而使得起始温度增加；而慢速冷却则有利于保留更多的奥氏体组织，降低结束温度。

3.3 组织结构和形貌金属材料的组织结构和形貌对马氏体转变范围也有显著影响。

细小的奥氏体晶粒和高密度的位错可以提高起始温度，而马氏体颗粒的尺寸和分布则会影响结束温度。

3.4 外部应力外部应力是另一个影响马氏体转变范围的因素。

外部应力可以改变材料的相变动力学，从而引起马氏体转变温度的偏移。

例如，压应力会抑制奥氏体相变为马氏体，从而使得起始温度升高。

4. 实验方法为了研究马氏体温度转变范围，科学家们开发了许多实验方法。

以下是一些常见的实验方法：4.1 热差法热差法是一种测量材料相变温度范围的常用方法。

马氏体转变

马氏体相变的
分子动力学模拟
200,000 Zr atoms 1024-node Intel Paragon XP/S-150
六. 不同材料中的马氏体转变 1. 有色合金许多有色合金也存在马氏体转变。马氏体外形基本上仍属条片状，金相形貌与铁基马氏体有区别。马氏体亚结构多为层错和孪晶，极少有位错型。
' '
薄板状马氏体
薄片状马氏体
三. 马氏体转变的热力学 1. 相变驱动力
G
T0为相同成分的马氏体和奥氏体两相热力学平衡温度，此时
ΔGγ→α′
ΔGγ→α’ = 0
ΔGγ→α’ 称为马氏体相变驱动力。 Ms T0 Gα′ Gγ T
自由焓——温度曲线
2. 转变温度Ms和Mf 相变驱动力用来提供切变能量、亚结构畸变能、膨胀应变能、共格应变能、界面能等，所以要有足够大相变驱动力。 Ms为马氏体转变起始温度，是奥氏体和马氏体两相自由能之差达到相变所需的最小驱动力（临界驱动力）时的温度。 Mf为马氏体转变终了温度。 T
（3）其它形貌马氏体在高碳钢，高镍Fe-Ni-C合金中，或在应力诱发作用下，会形成蝶状马氏体。呈V形柱状，成片出现。两翼的惯习面为{225}γ，夹角为136°，结合面为{100}γ。位向关系为K-S关系。
蝶状马氏体 {100}γ
晶内亚结构为位错，无孪晶。
136°
蝶状马氏体示意图
(155)
(321) 和 (332) 之间
{111} {133} {8，8，11}β {344}β {344}β {100}β
2. 无机材料 1963年Wolten根据ZrO2中正方相t→单斜相m的转变具有变温、无扩散及热滞的特征，将这种转变称为马氏体转变，ZrO2中的t→m相变还表现出表面浮凸及相变可逆的特点。在无机和有机化合物、矿物质、陶瓷以及水泥的一些晶态化合物中也有切变型转变。如压电材料 PbTiO3、BaTiO3、及K(Ta、Nb)O3等钙钛氧化物高温顺电性立方相→低温铁电性正方相的转变；高温超导体YBaCu2O7-x高温顺电相→超导立方相的转变均为马氏体转变。

第五章马氏体转变

第五章马氏体转变马氏体转变——当采用很快的冷却速度时（如水冷），奥氏体迅速过冷至不能进行扩散分解的低温M S点以下，此时得到的组织称为马氏体。

在转变过程中，铁原子和碳原子均不能扩散，因此其是一种非扩散型相变。

§5.1 马氏体转变的主要特征§5.2 钢中马氏体转变的晶体学§5.3 马氏体的组织形态及影响因素 §5.4 马氏体转变的热力学§5.5 马氏体转变动力学§5.6 马氏体的力学性能§5.1 马氏体转变的主要特征一、马氏体转变的非恒温性二、马氏体转变的共格性和表面浮凸现象三、马氏体转变的无扩散性四、具有特定的位向关系和惯习面五、马氏体转变的可逆性六、马氏体的亚结构一、马氏体转变的非恒温性马氏体转变开始点（M s）——必须将母相奥氏体以大于临界冷却速度的冷速过冷至某一温度以下才能发生马氏体转变，该转变温度即为M s。

马氏体转变终了点（M f）——当冷却至M s以下某一温度时，马氏体转变便不再继续进行，这个温度即为M f。

奥氏体被过冷至Ms点以下任一温度时，不需经过孕育，转变立即开始，且以极大速度进行，但转变很快停住，不能进行到终了。

为使转变能继续进行，必须降低温度，即马氏体转变是在不断降温的马氏体转变量是温度的函数，而与等温时间无关。

图5-2 马氏体转变量与温度的关系马氏体转变的非恒氏体二、马氏体转变的共格性和表面浮凸现象图5-3 钢因马氏体转变而产生的表面浮凸。

图5-4 马氏体浮凸示意图图5-5 马氏体和奥氏体切变共格交界面示意图马氏体与奥氏体之间界面上的原子既属于马氏体，又属于奥氏体，是共有的；并且整个相界面是互相牵制的，这种界面称之为“切变共格”界面。

三、马氏体转变的无扩散性马氏体转变的无扩散性：马氏体转变时只有点阵的改组而无成分的改变。

马氏体的成分与原奥氏体的成分完全一致，且碳原子在马氏体与奥氏体中相对于铁原子保持不变的间隙位置。

马氏体转变的晶体学特点

马氏体转变的晶体学特点马氏体转变是指在钢铁中从奥氏体转变为马氏体的过程。

这个过程是由于钢铁受到了高温和快速冷却的影响，使得奥氏体晶格结构发生变化，形成了马氏体晶格结构。

马氏体转变对于钢铁的力学性能和物理性能具有很大的影响，因此研究马氏体转变的晶体学特点非常重要。

一、马氏体转变的基本原理1.1 马氏体转变的定义马氏体是指由奥氏体通过快速冷却而形成的一种新晶相。

其特点是硬度高、脆性强、磁性强等。

1.2 马氏体转变的条件（1）合适的成分：合金元素含量应该适中，过高或过低都会影响马氏体转变。

（2）适当的温度：温度过高或过低都会影响马氏体转变。

（3）快速冷却：只有在快速冷却条件下才能形成马氏体。

二、马氏体晶格结构2.1 马氏体晶格结构马氏体晶格结构是由六方最密堆积结构变形而来的。

其具有三种不同的变体：板条马氏体、针状马氏体和双相马氏体。

2.2 马氏体晶格结构的特点（1）硬度高：由于马氏体的晶格结构紧密，因此其硬度非常高。

（2）脆性强：由于马氏体的晶格结构紧密，因此其韧性非常差，容易发生断裂。

（3）磁性强：由于马氏体中存在大量的铁原子，因此其磁性非常强。

三、马氏体转变的影响3.1 马氏体转变对力学性能的影响（1）硬度增加：由于马氏体具有较高的硬度，所以钢铁经过马氏体转变后，硬度会明显增加。

（2）韧性降低：由于马氏体具有较高的脆性，所以钢铁经过马氏体转变后，韧性会明显降低。

（3）延展性降低：由于钢铁经过马氏体转变后，延展性会明显降低。

3.2 马氏体转变对物理性能的影响（1）磁性增强：由于马氏体中存在大量的铁原子，因此其磁性非常强。

（2）导电性降低：由于马氏体具有较高的硬度，所以其导电性会明显降低。

四、马氏体转变的应用4.1 马氏体转变在钢铁生产中的应用钢铁生产中经常采用马氏体转变来改善钢铁的力学性能和物理性能。

例如，在汽车制造业中，常使用高强度钢来提高汽车的安全性能。

而这些高强度钢通常是经过马氏体转变处理后得到的。

热处理原理之马氏体转变

热力学第二定律
马氏体转变过程中，存在熵变，熵变与热力学第二定律有关。
马氏体转变的相变驱动力与热力学关系
温度
温度是影响马氏体转变的重要因素之一，温度的升高或降低会影响马氏体的形成和转变。
VS
应力
应力也是影响马氏体转变的因素之一，应力可以促进或抑制马氏体的形成和转变。
马氏体转变过程中的热效应与热力学关系
马氏体转变的种类与形态
板条状马氏体
01
02
03
定义
板条状马氏体是一种具有板条状结构的马氏体，通常在低合金钢和不锈钢中形成。
形态
板条状马氏体由许多平行排列的板条组成，每个板条内部具有单一的马氏体相。
特点
板条状马氏体具有较高的强度和硬度，同时具有良好的韧性。
片状马氏体
定义
片状马氏体是一种具有片状结构的马氏体，通常在高速钢和高温合金中形成。
这种转变主要在钢、钛、锆等金属及其合金中发生，常温下不发生马氏体转变。
马氏体转变的特点
01
马氏体转变具有明显的滞后效应，转变速度与温度和时间有关。
02
转变过程中伴随着体积的收缩或膨胀，并伴随着能量的吸收或释放。
03
马氏体转变过程中晶体结构发生改变，但化学成分基本保持不变。
马氏体转变的应用
06
相关文献与进一步阅读建议
主要参考文献列表
01
张玉庭. (2004). 热处理工艺学. 科学出版社.
02
王晓军, 王心悦. (2018). 材料热处理技术原理与应用. 机械工业出版社.
03
周志敏, 纪松. (2019). 热处理实用技术与应用实例. 化学工业出版社.
相关书籍推荐

马氏体转变特点

马氏体转变特点马氏体转变是指钢铁材料在加热或冷却过程中发生的晶体结构变化。

马氏体转变具有以下几个特点。

1. 温度范围：马氏体转变温度范围较宽，通常在200℃到600℃之间。

这个范围内的温度变化会引起钢铁材料的晶体结构发生变化，从而影响材料的力学性能。

2. 马氏体相变：马氏体转变是指钢铁材料从奥氏体结构转变为马氏体结构的过程。

奥氏体是一种面心立方结构，具有较高的韧性和塑性，而马氏体是一种体心立方结构，具有较高的硬度和强度。

3. 形变机制：马氏体转变是通过固溶体的相变来实现的。

在加热过程中，钢铁材料中的固溶体会发生晶体结构的变化，形成马氏体。

在冷却过程中，马氏体会再次转变为固溶体，从而使材料恢复到原来的晶体结构。

4. 转变速率：马氏体转变的速率取决于转变温度和材料的成分。

通常情况下，转变速率较快，可以在几秒钟或几分钟内完成。

然而，在一些特殊情况下，如低温下或含有合金元素的材料中，马氏体转变速率会显著降低。

5. 影响因素：马氏体转变受多种因素的影响，包括材料的成分、冷却速率、加热温度等。

增加合金元素的含量或采用快速冷却方法可以加速马氏体转变的速率。

6. 影响性能：马氏体转变对钢铁材料的力学性能具有显著影响。

马氏体具有较高的硬度和强度，但韧性和塑性较低。

因此，在一些特定的应用场合中，需要控制马氏体转变的程度，以获得适当的力学性能。

7. 相变组织：马氏体转变后的钢铁材料会形成不同的相组织。

常见的相组织包括全马氏体组织、马氏体和残余奥氏体组织、马氏体和贝氏体组织等。

不同的相组织具有不同的力学性能。

马氏体转变是钢铁材料在加热或冷却过程中发生的晶体结构变化，具有温度范围广、转变速率快、影响因素多等特点。

了解和掌握马氏体转变的特点对于钢铁材料的制备和应用具有重要意义。

热处理工程基础第四章马氏体转变

直线划痕在倾动面处改变方向，但仍保持连续，且不发生扭曲。说明马氏体与母相保持切变共格，惯习面未经宏观可测的应变和转动，即惯习面为不变平面。
不变平面应变
倾动面一直保持为平面。
发生马氏体转变时，虽发生了变形，但原来母相中的任一直线仍为直线，任一平面仍为平面，这种变形即为均匀切变。
M长大到一定程度，A中弹性应力超过其弹性极限，共格关系破坏，M停止生长。
Cu-14.2Al-4.2Ni合金的马氏体浮凸
Fe-31%Ni-10%Co-3%Ti alloy
二、马氏体转变的无扩散性
M成分与A成分完全一致；钢中马氏体转变时无成分变化，仅发生点阵改组。
M可在极低温（例如-196℃）进行，置换原子、间隙原子都极难扩散，而M生长速度可达103m/s，音速，不可能依靠扩散来进行。
M—A界面的台阶模型和惯习面
五、马氏体的亚结构
亚结构： M组织内出现的组织结构低碳M：高密度位错，高碳M：细小孪晶；有色金属M：孪晶或层错。
亚结构的意义：是M的一个重要特征，对力学性能有直接影响。
六、马氏体转变的可逆性
母相以大于临界冷却速度的冷速（钢中是为了避免P转变）冷至某一温度以下才能发生M转变，这一温度称为M转变开始点，以Ms表示。
5016’
奥氏体 (111)面上马氏体的六种不同K-S取向
24种变体
② 西山关系：
{111}γ∥{110}M ; <112>γ∥<110>M
按西山关系，在每个{111}γ面上，马氏体可能有3种取向，故马氏体共有12种取向（变体）。
奥氏体 (111)面上马氏体的三种不同西山取向
③ G-T关系：
倾动面

第4章马氏体转变

M转变的表面浮凸
表面浮凸与共格特点
• 表面浮凸说明M是以切变方式进行的 • 是在不变平面上产生的均匀变平面的距离成正比 • 不变平面可以是相界面（孪晶面）或非相界面（中脊面） • 界面上原子排列既同于M又同于A－共格界面
三种不变平面应变
M无扩散性
Fe-24Ni-0.8C针状马氏体 x300
高碳M组织
蝶状马氏体
• • • • 形成温度：在板条和透镜M形成温度之间位相：K-S关系亚结构：位错惯习面：两翼 {225} γ ，相交136°，两翼结合面：{100} γ
薄板M
• • • • 在Ms为－100°C以下，Fe-Ni-C合金中惯习面｛259｝γ，位向关系：K－S 亚结构：孪晶｛112｝α’
第一节 M转变的主要特征
• • • • • 非恒温性：转变开始点Ms, 终了点Mf 共格性和表面浮凸无扩散性位向关系和惯习面可逆性
M转变的非恒温性
M等温转变曲线
M转变量与温度的关系
爆发式转变时M转变量与温度关系
Fe-23%Ni-3.7%Mn合金M转变动力学曲线
M转变非恒温性的特点
• 无孕育期，在一定温度下转变不能进行到底。 • 有转变开始和转变终了温度。M转变在不断降温下进行，转变量是温度的函数 • 有些Ms在0C以下的合金，可能爆发形成 • 有些可能等温形成，但不能转变完全。
K-S关系
M在(111)γ形成时三种不同的西山取向
M转变的可逆性
• 冷却时，高温相可以通过M转变而转变为M。开始点Ms，终了点Mf • 加热时，M也可通过M转变而转变为高温相。开始点As，终了点Af
第二节 M转变的晶体学
• M的晶体结构： Fe-C合金M是C在α-Fe中的过饱和固溶体。具有体心正方点阵 • M的点阵常数与钢中含C量有关： c=a0+αρ a=a0-βρ c/a=1+γρ a0=2.861Å α=0.116±0.002 β =0.113±0.002 γ=0.046±0.001 ρ－钢中M的含C量（wt%)

马氏体转变

第一节马氏体转变的主要特征
何谓马氏体转变？何谓马氏体转变？徐祖耀简化定义：置换原子无扩散切变（原子沿相界面作协作运动）、徐祖耀简化定义：置换原子无扩散切变（原子沿相界面作协作运动）、使其形状改变的转变。晶体通过切变进行的非扩散性相变，有如下特点：使其形状改变的转变。晶体通过切变进行的非扩散性相变，有如下特点：一、切变共格性和表面浮凸现象 M转变时，预先磨光的试样表面出现倾动，形成表面浮凸：直线ACB，切变以后变成折线ACC′B′。在显微镜光线照射下，浮凸两边呈现明显的山阴和山阳， →M转变是通过A均匀切变进行的。A中转变为M的部分发生宏观切变而使点阵发生改组，带动靠近界面的还未转变的A 也发生弹塑性变形。
Cu-14.2Al-4.2Ni合金的马氏体浮凸
二、无扩散性 M成分与A成分完全一致； M可在极低温（例如-196℃）进行，置换原子、间隙原子都极难扩散，而M生长速度可达103m/s，音速，不可能依靠扩散来进行。低碳钢M转变中存在碳扩散，无扩散指置换原子无扩散。间隙原子可能扩散，但不是M转变的主要过程和必要条件。
三、具有特定的位向关系和惯习面
均匀切变所得M与原A间存在严格晶体学位向关系：钢中常见 K-S（kurdjumov-Sachs）关系：{111}γ//{011}α′；<110>γ//<111>α′。西山(Nishiyama)关系：{111}γ//{011}α′；<112>γ//<110>α′。 G-T（Greninger-Troiano）关系：与K-S关系接近，角度存在一定偏差： {111}γ//{011}α′差1o；<110>γ//<111>α′差2o。 M转变有惯习面：M转变以切变共格方式进行，惯习面就是相界面。惯习面为不畸变平面，或称不变平面，转变中不发生畸变和转动。这种在不变平面上所产生的均匀应变称为不变平面应变。三种不变平面应变：底面为不变平面，简单胀缩、切变、胀缩+切变。 + M转变属第三种。

金属材料热处理原理第五章马氏体转变

二、马氏体转变的主要特点 1. 切变共格和表面浮凸现象
钢因马氏体转变而产生的表面浮凸
马氏体形成时引起的表面倾动
马氏体是以切变方式形成的，马氏体与奥氏体之间界面上的原子既属于马氏体，又属于奥氏体，是共有的；并且整个相界面是互相牵制的，这种界面称之为“切变共格”界面。
马氏体和奥氏体切变共格交界面示意图
4. 马氏体转变是在一个温度范围内完成的
马氏体转变量与温度的关系
Ms—马氏体转变开始温度；Mf—马氏体转变终了点； A、B—残留奥氏体。
5. 马氏体转变的可逆性
在某些铁合金中，奥氏体冷却转变为马氏体，重新加热时，已形成的马氏体又可以逆马氏体转变为奥氏体，这就是马氏体转变的可逆性。一般将马氏体直接向奥氏体转变称为逆转变。逆转变开始点用As表示，逆转变终了点用Af表示。通常As温度比Ms温度高。
2. 马氏体转变的无扩散性
马氏体转变的无扩散性有以下实验证据：
(1) 碳钢中马氏体转变前后碳的浓度没有变化，奥氏体和马氏体的成分一致，仅发生晶格改组：
γ-Fe(C) → α-Fe(C)
面心立方体心正方
(2) 马氏体转变可以在相当低的温度范围内进行，并且转变速度极快。
3. 具有一定的位向关系和惯习面
西山关系示意图
③ G-T关系
{111}γ∥{110}α′ 差1°；<110>γ∥<111>α′ 差2°。
(2) 惯习面
马氏体转变时，新相总是在母相的某个晶面族上形成，这种晶面称为惯习面。在相变过程中从宏观上看，惯习面是不发生转动和不畸变的平面，用它在母相中的晶面指数来表示。
钢中马氏体的惯习面随碳含量及形成温度不同而异，常见的有三种：(1) 含碳量小于0.6%时，为{111}γ； (2) 含碳量在0.6%~1.4%之间时，为{225}γ；(3) 含碳量高于1.4%时，为{259}γ。随马氏体形成温度下降，惯习面有向高指数变化的趋势。

马氏体的转变

马氏体片大小不一，马氏体片间不平行，互成一定夹角，第一片马氏体形成时惯穿整个奥氏体晶粒，后形成的马氏体片逐渐变小，即马氏体形成时具有分割奥氏体晶粒的作用。因此，马氏体片的大小取决于奥氏体晶粒的大小。
在马氏体片中常能看到明显的中脊，关于中脊的形成规律目前尚不清楚。
晶体学特征
•
• 2、等温马氏体转变
• 晶核的形成有孕育期，形核率随过冷度的增加而先增后减。 • 核形成后的长大速率仍极快，且长大到一定尺寸后同样不再长大，这种转变的动力学同样取决于形核率而与长大速率无关．马氏体转变量随等温时间的延长而增多．其等温转变动力学曲线也呈S形即该转变量是时间的函数，并与等温温度有关． • 随等温温度的降低，转变速度先增后减．起初的增加归结于新马氏体片的自催化形核，而随后的减小则是因为过冷奥氏体不断地被已生成的马氏体片分隔为越来越小的区域，在这些区域中形核的几率下降．
亚结构
亚结构主要是高密度的位错缠结构成的位错胞，位错密度可高达0.3～0.9×1012/cm2，板条边缘有少量孪晶。从亚结构对材料性能而言，孪晶不起主要作用。（2）、片状马氏体常见于淬火高、中碳钢及高Ni的Fe-Ni合金中，是铁系合金中出现的另一种典型的马氏体组织。
显微组织
典型的马氏体组织形态见下图所示：
② 薄板状马氏体
这种马氏体是在Ms点低于-100℃的Fe-Ni-C合金中观察到的，是一种厚度约为 3～10μ m的薄板形马氏体，三维单元形貌很象方形薄板，与试样磨面相截得到宽窄一致的平直带状，带可以相互交叉，呈现曲折、分杈等特异形态。惯习面为（259）γ ，位向关系为K-S关系，亚结构为(112)α ˊ孪晶，无位错，无中脊。随转变温度降低，转变进行时，即有新马氏体的不断形成，同时也有旧马氏体的不断增厚。

马氏体转变的特点

马氏体转变的特点
马氏体转变是钢铁材料热处理过程中的一个重要环节，也是钢铁材料组织变化的关键之一。

它可以显著地改善钢铁材料的硬度、强度、韧性等性能。

在钢铁材料的热处理工艺中，马氏体转变具有很多特点，下面将进行详细阐述。

一、温度和时间的作用
马氏体转变的首要特点是其对温度和时间的敏感性。

不同的温度和时间对马氏体的形成和数量有着很大的影响。

通常情况下，只有当材料在一定温度范围内持续一定的时间时，才能实现马氏体转变。

例如，当钢铁材料在温度为200℃左右保温15分钟以上时，才能得到足够的马氏体形成。

二、成分的影响
马氏体转变的形成和数量也与钢铁材料的成分有很大的关系。

钢铁材料中的一些元素，如铬、镍等，可以极大地促进马氏体转变的形成，使得材料的强度和硬度得到进一步提升。

同时，这些元素也能够改善材料的防腐蚀性能。

三、形态和数量的变化
马氏体转变后，钢铁材料的组织结构会发生明显变化。

原来的针状组织会转变为片状或粉末状，数量也会增加。

这种结构使得材料的强度、硬度和韧性都有所提高，而且可以承受更大的冲击力。

四、脆性和负荷能力的影响
马氏体转变可以使得钢铁材料的硬度和强度增强，但同时也会使得材料变得更加脆性，难以承受冲击力和振动。

因此，在进行马氏体转变后，还需要进行回火处理，以平衡材料的硬度和韧性。

总之，马氏体转变是钢铁材料热处理中不可或缺的一环，它具有影响钢铁材料性能的多方面特点。

在钢铁材料的生产中，科学合理地控制马氏体转变和回火过程，实现材料性能的最优化提升，对于提高钢铁材料的质量和增强其竞争力具有重要意义。

马氏体回火转变过程

马氏体回火转变过程
马氏体回火转变是指在高温下形成的马氏体在热处理后被回火，使之
变成更稳定的组织结构。

马氏体回火转变过程包括以下几个阶段：
1.回火前马氏体阶段：
在高温下，钢经过淬火使之形成马氏体。

这是一种具有高硬度和脆性
的组织结构。

2.针状马氏体阶段：
在回火温度较低的情况下，马氏体开始发生转变，出现一些细小的针
状马氏体晶体。

这种晶体具有一定的强度和韧性。

3.板条状马氏体阶段：
随着回火温度的逐渐上升，马氏体会转变成板条状马氏体。

这种晶体
比针状马氏体更稳定，具有更高的韧性。

4.珠光体阶段：
当回火温度达到一定程度，板条状马氏体转变成了珠光体。

珠光体是
一种具有良好韧性和强度的晶体结构，是最终目标。

总的来说，马氏体回火转变过程是指在淬火后，通过回火使之得到更
稳定的组织结构的过程。

在回火的过程中，马氏体逐渐转变成针状马氏体、板条状马氏体和最终的珠光体。

《马氏体转变》课件

形状记忆合金
利用马氏体转变实现材料的形状记忆和超弹性特性。
马氏体转变的挑战
1 不均匀性
2 疲劳行为
金属中马氏体的分布不均匀，形成缺陷和应力集中。
马氏体转变会影响材料的疲劳行为和寿命。
3 加工性
马氏体转变会导致材料的形变和变形困难。
结论和要点
1 马氏体转变是金属中 2 马氏体形成受晶体排 3 马氏体转变包括自发
《马氏体转变》PPT课件
马氏体转变是金属中发生的一种相变过程，对材料的性能和结构具有重要影响。本课件将介绍马氏体转变的定义、形成、类型、影响因素，以及应用、挑战、结论和要点。
什么是马氏体转变？
1 定义
马氏体转变指的是金属在冷却或加热过程中，从一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程。
马氏体在金属中的形成
的相变过程。
列、变形和条件的影
转变、应力诱导转变
响。
和相变时效。
4 合金成分、冷却速率和应力状态是
马氏体转变的影响因素。
5 马氏体转变在材料工程和实际应用
中具有重要意义。
马氏体转变的影响因素
合金成分
• 改变马氏体转变温度和转变形式。
冷却速率
• 影响晶体的尺寸和形状。
应力状态
• 可以诱导或抑制马氏体转变。
实例展示：马氏体转变的应用
马太效应
在合金中形成大颗粒马氏体，提高金属材料的强度和韧性。
马氏体不锈钢
通过控制马氏体转变，获得具有高强度和耐腐蚀性能的不锈钢。
1 晶体排列
马氏体形成受金属原子排列的变形和具体条件，如温度、压力和合金化元素的存在，对马氏体形成有重要作用。
马氏体转变的类型
自发转变

材料科学基础马氏体转变

强化要素－C原子的固溶强化作用
A－C原子进入正八面体中心，点阵对称膨胀M－C原子进入扁八面体中心，畸变偶极应力场硬化要素
间隙固溶强化作用；晶界、位错、孪晶的强化作用；C原子团簇的位错钉扎作用
固态相变
马氏体的塑性和韧性与其含碳量、组织形态及亚结构密切相关。一般地，铁碳合金中， w(C)<0.3%，形成板条M，塑性和韧性好； w(C)> 1.0%,形成片状M,塑性和韧性差； 0.3－1.0%C之间形成板条M+片状M的混合组织,可能获得良好强韧性。
固态相变
固态相变
(112)f K-S二次切变
N-W二次切变
3.G-T机制
固态相变
4. 晶体学表象理论
（Wechsler-Read-Lieberman, WLR理论）
不解释原子如何移动导致相变，而只根据转变起始和最终的晶体状态，预测马氏体转变的晶体学参量。前提条件：惯习面为不变平面
(1)通过Bain形变得到马氏体点阵 (2)为得到无畸变的惯习面，需引入一个适当的点阵不变切变，这种点阵不变切变可以通过微区滑移或孪生实现。 (3)进行整体的刚性旋转使非畸变平面恢复到初始的位置。
四、马氏体转变化曲线临界化学驱动力：
DGT =Ms = DS (T0 - MS )
马氏体转变在较大的过冷度下才能发生原因：M转变将引起形状和体积变化，产生很高的应变能。只有相变驱动力大得足以克服因高应变能所造成的相变阻力，新相才有生长的机会。
固态相变
六、马氏体相变表象理论
1. Bain模型 z=z’
x’ x
固态相变
y y’
固态相变
K－S关系
2. K-S和N-W机制
点阵以(111)f为底面，按ABCABC的次序自下而上堆垛。切变进行步骤：

马氏体转变

马氏体温度转变范围

马氏体转变

第五章 马氏体转变

马氏体转变的晶体学特点

热处理原理之马氏体转变

马氏体转变特点

热处理工程基础第四章马氏体转变

第4章 马氏体转变

马氏体转变

金属材料热处理原理 第五章 马氏体转变

马氏体的转变

马氏体转变的特点

马氏体回火转变过程

《马氏体转变 》课件

材料科学基础马氏体转变

第五章马氏体转变

第4章马氏体转变

金属材料热处理原理第五章马氏体转变

《马氏体转变》课件