马氏体相变过程中自促发效应和塑性应变对形核的影响
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Ｚ＝Ｃ
ｃ）Ｃｕ－４６．６Ｚｎ ａｌｌｏｙ，ｉｎ ｒ＝ａ．口＝刀ａｎｄ
ｒｅｇｉｏｎ；
氏体形核的统计理论，以及何错密度与 塑性形变率的关系８，我们获得了马氏体 相变形核率随应变率的函数关系（如图２
ｄ）Ｃｕ－４６．６Ｚｎ
ａｌｌｏｙ，ｉｎ，＝ｎ ａｎｄ ｚ＝２ｃ ｒｅｇｉｏｎ．
所示）。其中ｐＭ是单位体积中马氏体的核胚数，￡是应变。由图２可定性地解释Ｇａｕｔｉｅｒ等９ 的实验结果。 参考文献：
１．
Ｍ．Ｃｏｈｅｎ，Ｔｒａｎｓ．ＡＩＭＥ，２１２，１７１（１９５８）． ｐ１６５（１９５９）．
２．Ｌ．Ｋａｕｆｍａｎ，Ｍ．Ｃｏｈｅｎ，Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｍｅｔａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖ０１．７，Ｅｄｉｔｏｒｓ Ｂ．Ｃｈａｌｍｅｒｓ，ａｎｄ Ｒ．Ｋｉｎｇ，
’Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｐｍｅｎｇ＠ｓｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
２８，４２３（１９８０）．
５． Ｃ．Ｌ．
Ｍａｇｅｅ．Ｔｈｅ
ＰｈａｓｅBaidu Nhomakorabea
ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ
ｏｆ
ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ，ｉｎ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ
（ｅｄｉｔｅｄ 图２单位体积中马氏体的核胚数与应 变的关系。
７． ８． ９， ６．
ｂｙ Ｈ．Ｉ．Ａａｒｏｎｓｏｎ），Ａｍ．Ｓｏｃ．
Ｍｅｔａｌｓ，Ｍｅｔａｌｓ Ｐａｒｋ，Ｏｈｉｏ，Ｐ．１ １５（１９７０）．
马氏体相变过程中自促发效应和塑性应变对形核的影响
耋迭垩：，徐祖耀
上海交通大学，材料科学与工程学院
马氏体相变的形核问题已有了几十年的研究。根据Ｍ．Ｃｏｈｅｎ的均匀形核理论１，在 Ｆｅ．３０Ｎｉ合金中，均匀形成一个马氏体临界核胚，需要包含人约２００万个原子，临界形核能 垒约９×１００６Ｊ。由此推断，在Ｆｅ一３０Ｎｉ合金中均匀形成一个马氏体核胚是不可能。为解释马 氏体相变时，马氏体片的迅速形成和Ｋ人，一些１卜均匀的形核理论被提出２－５，如假设母相 中预先存在马氏体核胚ｚ；一定组态的位错可白发地形成马氏体核胚孓４；以及廊力促发马氏 体形核ｓ等。我们将在这些理论的基础上进一步讨论白促发效应和塑性形变过程中的马氏体 形核问题。 通常认为，马氏体相变的臼促发效廊起源丁．马氏体对其周同的母相所产生的弹塑性应 变６。但剑目前为Ｉ卜，还没有一个定蹙 或？ｌ，．定鼙的微观机制米说明马氏体相变 的白促发效应。我们根据Ｅｓｈｅｌｂｙ的理 论，计算了一片马氏体周Ｈ；ｌ僻相的廊力 场，分析了该应力场对各种取向的马氏 体核胚的作Ｊ｝Ｊ，发现一些特殊取向的马 氏体核胚更彳ｆ利丁．形成马氏体。原冈是 他们之间的相且作川能较人，如图ｌ所 示。当麻力场和何错共同作州时，可在 母相中自发地产生较为稳定的马氏体核 胚，并使马氏体相变时的临界形核能垒 人人降低。 图ｌ马氏体外的应力场对２４个变体之间的相互 作川能
．７．
．ｐ镰
３．
Ｇ Ｂ．Ｏｌｓｏｎ ａｎｄ Ｍ．Ｃｏｈｅｎ，Ｍｅｔａｌｌ．Ｔｒａｎｓ．
７Ａ，１
８９７（１ ９７６）；Ｍｅｔａｌｌ．Ｔｒａａｓ．７Ａ，
１９０５（１９７６）；Ｍｅｔａｌｌ．Ｔｒａｎｓ．７Ａ，１９１５ （１９７６）．
４．
Ｍ．Ｓｕｅｚａｗａ ａｎｄ Ｈ．Ｅ．Ｃｏｏｋ，Ａｃｔａ Ｍｅｔａｌ．。
Ｓ．Ｒ．Ｐａｔｉ，ａｎｄ Ｍ．Ｃｏｈｅｎ，Ａｃｔａ Ｍｅｔａｌｌ．，
１７．１８９（１９６９）．
Ｋ．Ｔｓｕｚａｋｉ，Ａｃｔａ Ｍｅｔａｌｌ．，３３，１ ８４７（１ ９８５）．
Ｉ．－Ｗ．Ｃｈｅｎ，Ｙ—Ｈ．Ｃｈｉａｏ，ａｎｄ
Ｊ．Ｃ．Ｍ．Ｌｉ，Ｔｒａｎｓ．ＡＩＭＥ，２２７，２３９（１ ９６３）．
Ｅ．Ｇａｕｔｉｅｒ，Ｊ．Ｓ．Ｚｈａｎｇ ａｎｄ Ｘ．Ｍ．Ｚｈａｎｇ，Ｊ．Ｄｅ Ｐｈｙｓ．ＩＶ，Ｃｏｌｌｏｑｕｅ Ｃ８，５，Ｃ８－４ １－５０（１
９９５）．
．８．
ａ）Ｆｅ－３０Ｎｉ ａｌｌｏｙ，ｉｎ
ｒ＝ａ，０＝ｊｒ
Ｏｌｓｏｎ和Ｃｏｈｅｎ３的１卜均匀形核理论 告诉我们，马氏体的形核需要一些特殊 组态的位错。由此可得增加佗错密度， 有利丁．马氏体的形核。应Ｈｊ Ｃｈｅｎ等７马
ａｎｄ ｇ＝Ｃ ｒｅｇｉｏｎ；
ｈ）Ｆｅ一３０Ｎｉ
ａｌｌｏｙ，ｉｎ，．＝ｎ ａｎｄ ｚ＝２ｃ ｒｅｇｉｏｎ；
ｃ）Ｃｕ－４６．６Ｚｎ ａｌｌｏｙ，ｉｎ ｒ＝ａ．口＝刀ａｎｄ
ｒｅｇｉｏｎ；
氏体形核的统计理论，以及何错密度与 塑性形变率的关系８，我们获得了马氏体 相变形核率随应变率的函数关系（如图２
ｄ）Ｃｕ－４６．６Ｚｎ
ａｌｌｏｙ，ｉｎ，＝ｎ ａｎｄ ｚ＝２ｃ ｒｅｇｉｏｎ．
所示）。其中ｐＭ是单位体积中马氏体的核胚数，￡是应变。由图２可定性地解释Ｇａｕｔｉｅｒ等９ 的实验结果。 参考文献：
１．
Ｍ．Ｃｏｈｅｎ，Ｔｒａｎｓ．ＡＩＭＥ，２１２，１７１（１９５８）． ｐ１６５（１９５９）．
２．Ｌ．Ｋａｕｆｍａｎ，Ｍ．Ｃｏｈｅｎ，Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｍｅｔａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖ０１．７，Ｅｄｉｔｏｒｓ Ｂ．Ｃｈａｌｍｅｒｓ，ａｎｄ Ｒ．Ｋｉｎｇ，
’Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｐｍｅｎｇ＠ｓｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
２８，４２３（１９８０）．
５． Ｃ．Ｌ．
Ｍａｇｅｅ．Ｔｈｅ
ＰｈａｓｅBaidu Nhomakorabea
ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ
ｏｆ
ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ，ｉｎ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ
（ｅｄｉｔｅｄ 图２单位体积中马氏体的核胚数与应 变的关系。
７． ８． ９， ６．
ｂｙ Ｈ．Ｉ．Ａａｒｏｎｓｏｎ），Ａｍ．Ｓｏｃ．
Ｍｅｔａｌｓ，Ｍｅｔａｌｓ Ｐａｒｋ，Ｏｈｉｏ，Ｐ．１ １５（１９７０）．
马氏体相变过程中自促发效应和塑性应变对形核的影响
耋迭垩：，徐祖耀
上海交通大学，材料科学与工程学院
马氏体相变的形核问题已有了几十年的研究。根据Ｍ．Ｃｏｈｅｎ的均匀形核理论１，在 Ｆｅ．３０Ｎｉ合金中，均匀形成一个马氏体临界核胚，需要包含人约２００万个原子，临界形核能 垒约９×１００６Ｊ。由此推断，在Ｆｅ一３０Ｎｉ合金中均匀形成一个马氏体核胚是不可能。为解释马 氏体相变时，马氏体片的迅速形成和Ｋ人，一些１卜均匀的形核理论被提出２－５，如假设母相 中预先存在马氏体核胚ｚ；一定组态的位错可白发地形成马氏体核胚孓４；以及廊力促发马氏 体形核ｓ等。我们将在这些理论的基础上进一步讨论白促发效应和塑性形变过程中的马氏体 形核问题。 通常认为，马氏体相变的臼促发效廊起源丁．马氏体对其周同的母相所产生的弹塑性应 变６。但剑目前为Ｉ卜，还没有一个定蹙 或？ｌ，．定鼙的微观机制米说明马氏体相变 的白促发效应。我们根据Ｅｓｈｅｌｂｙ的理 论，计算了一片马氏体周Ｈ；ｌ僻相的廊力 场，分析了该应力场对各种取向的马氏 体核胚的作Ｊ｝Ｊ，发现一些特殊取向的马 氏体核胚更彳ｆ利丁．形成马氏体。原冈是 他们之间的相且作川能较人，如图ｌ所 示。当麻力场和何错共同作州时，可在 母相中自发地产生较为稳定的马氏体核 胚，并使马氏体相变时的临界形核能垒 人人降低。 图ｌ马氏体外的应力场对２４个变体之间的相互 作川能
．７．
．ｐ镰
３．
Ｇ Ｂ．Ｏｌｓｏｎ ａｎｄ Ｍ．Ｃｏｈｅｎ，Ｍｅｔａｌｌ．Ｔｒａｎｓ．
７Ａ，１
８９７（１ ９７６）；Ｍｅｔａｌｌ．Ｔｒａａｓ．７Ａ，
１９０５（１９７６）；Ｍｅｔａｌｌ．Ｔｒａｎｓ．７Ａ，１９１５ （１９７６）．
４．
Ｍ．Ｓｕｅｚａｗａ ａｎｄ Ｈ．Ｅ．Ｃｏｏｋ，Ａｃｔａ Ｍｅｔａｌ．。
Ｓ．Ｒ．Ｐａｔｉ，ａｎｄ Ｍ．Ｃｏｈｅｎ，Ａｃｔａ Ｍｅｔａｌｌ．，
１７．１８９（１９６９）．
Ｋ．Ｔｓｕｚａｋｉ，Ａｃｔａ Ｍｅｔａｌｌ．，３３，１ ８４７（１ ９８５）．
Ｉ．－Ｗ．Ｃｈｅｎ，Ｙ—Ｈ．Ｃｈｉａｏ，ａｎｄ
Ｊ．Ｃ．Ｍ．Ｌｉ，Ｔｒａｎｓ．ＡＩＭＥ，２２７，２３９（１ ９６３）．
Ｅ．Ｇａｕｔｉｅｒ，Ｊ．Ｓ．Ｚｈａｎｇ ａｎｄ Ｘ．Ｍ．Ｚｈａｎｇ，Ｊ．Ｄｅ Ｐｈｙｓ．ＩＶ，Ｃｏｌｌｏｑｕｅ Ｃ８，５，Ｃ８－４ １－５０（１
９９５）．
．８．
ａ）Ｆｅ－３０Ｎｉ ａｌｌｏｙ，ｉｎ
ｒ＝ａ，０＝ｊｒ
Ｏｌｓｏｎ和Ｃｏｈｅｎ３的１卜均匀形核理论 告诉我们，马氏体的形核需要一些特殊 组态的位错。由此可得增加佗错密度， 有利丁．马氏体的形核。应Ｈｊ Ｃｈｅｎ等７马
ａｎｄ ｇ＝Ｃ ｒｅｇｉｏｎ；
ｈ）Ｆｅ一３０Ｎｉ
ａｌｌｏｙ，ｉｎ，．＝ｎ ａｎｄ ｚ＝２ｃ ｒｅｇｉｏｎ；