马氏体及其回火组织形态观察与分析
马氏体的形成机理及马氏体形态分析
关于马氏体的形成机理及马氏体形态分析上世纪60年代以来，人们在马氏体形态方面进行了大量研究，发现了马氏体的许多不同形态，并找出了马氏体及其精细结构与性能之间的关系，对马氏体的晶体结构也有了比较深刻的认识。
马氏体形态虽然多种多样，但从其形态特征上基本可归纳为条状马氏体和片状马氏体两大类，其精细结构可划分为位错和孪晶。
同时发现马氏体与母相保持严格的晶体学位向关系。
1．条状马氏体主要形成于含碳量较低的钢中，又称低碳马氏体。
因其形成于200℃以上的较高温度，故又称高温马氏体；因其精细（亚）结构为高密度（一般为0.3～0.9×1012cm/cm2）位错，故又称位错马氏体。
在光学显微镜下观察，条状马氏体的主要形态特征为：呈束状排列。
近于平行而长度几乎相等的条状马氏体组成一束，或称为马氏体“领域”（即板条群）。
板条群的尺寸约为20～35μm，由若干个尺寸大致相同的板条在空间位向大致平行排列所作组成，在原奥氏体的一颗晶粒内，可以发现几团马氏体束（即几个板条群，常为3～5个，每一个板条为一个马氏体单晶体，其尺寸约为0.5μm× 5.0μm ×20μm），马氏体板条具有平直界面，界面近似平行于奥氏体的{111}γ，即惯习面，相同惯习面的马氏体板条平行排列构成马氏体板条群。
现已确定，这些稠密的马氏体板条多被连续的高度变形的残余奥氏体薄膜（约为20μm）所隔开，且板条间残余奥氏体薄膜的碳含量较高，在室温下很稳定，对钢的机械性能会产生显著影响。
马氏体束与束之间以大角度相界面分开，一般为60°或120°角，马氏体束不超越原奥氏体晶界。
同束中的马氏体条间以小角度晶界面分开。
每束内还会有黑白色调反差，同一色调区的板条具有相同位向，称之为同向板条区。
条状马氏体的空间形态是一种截面呈椭园状的长柱体，长约几微米，宽在0.025～2.25μm之间（多为0.10～0.20μm）,其长、宽、厚之比约为30：7：1。
碳钢热处理后的组织和性能变化的分析实验
碳钢热处理后的组织和性能变化的分析实验一、实验目的1、观察和研究碳钢经不同形式热处理后其显微组织的特点。
2、了解热处理工艺对钢组织和性能的影响。
3、了解硬度测定的基本原理及应用范围。
4、了解洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。
5、掌握金属显微试样的制作过程，正确地制作所要观察的试件。
二、实验内容1、制作经热处理后的试样，完成打磨、刨光、浸蚀的所有制作步骤。
2、热处理后的试件进行硬度测试。
3、热处理后的试样进行组织观察分析和比较。
三、实验设备的使用和注意事项（一）硬度计的原理、使用和注意事项金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下的抵抗塑性变形的一种能力。
硬度测量能够验出金属材料软硬程度的数量概念。
由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力。
硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。
另外，硬度与其它机械性能（如强度指标σb及塑性指标ψ和δ）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。
硬度的试验方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。
压入法硬度试验的主要特点是：（1）试验时应力状态最软（即最大切应力远远大于最大正应力），因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。
（2）金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系：σb=K·HB式中：σb——材料的抗拉强度值HB——布氏硬度值K——系数退火状态的碳钢K=0.34~0.36合金调质钢K=0.33~0.35有色金属合金K=0.33~0.53（3）硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有定性的参考价值，通常硬度高，这些性能也就好。
在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。
（4）硬度测定后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验。
马氏体转变的特点
中内部相组成发生了变化，从而引起了钢的性能的变测得钢中马氏体是碳溶于α体，此，曾一度认为和固溶体四十年代前后，在亚点阵的概念发现，碳原子处于三种分布位置时，都能形成由碳原子构成的八面体，这种可能出现的原子阵列，称为点阵。
点阵，结果使的α度，称为新形成马氏体的正方度远高于公式给出的正方度，①切变共格和表面浮突现象变而使点阵发生改组，且一边凹陷，一边凸起，带动界面附近未转变的奥氏体也随之发生弹塑性马氏体转变切变示意图马氏体转变只有点阵改组而无成份变化，转变时原子做有规律的整体迁移，每个原子移动的距离不超过一个原子间距，且原子之间的相对位置不发生变化。
1、（有三种不同的取向，所以四种和{111}M但很快停止，不能进行到终了，需进一步降温。
始点种结构的过程。
①把面心立方点阵看做体心立方点阵，其轴比（为1.41长，使得轴比为①和马氏体板条具有平直界面，界面近似平行于奥氏体的面，所以一个奥氏体晶粒内可能形成四种马氏体板条束。
相同惯习面的马氏体板条平行排列构成马氏体板条群条间残余奥氏体薄膜的碳含量较高，在室温下很稳定，对钢的机械性能会产生显著影响。
亚结构：为与剧烈冷作硬化的光镜下片状马氏体是铁基合金中的另一种典型的马氏体组织，常见于淬火也称于氏体晶粒体的大小受到限制。
因此片状马氏体的大小不一，越是后形成向关系为中脊为高密度的相变孪晶区。
相变孪晶的存在是片状马氏体组织的重要特征。
孪晶间距大约为片的周围部分，存在高密度的位错（非孪晶区）。
1）蝶状马氏体板条状马氏体和片状马氏体的形成温度范围之间的温度区域这种马氏体的立体形态为Fe-18Ni-0.7Cr-0.5C蝶状马氏体的立体形状1）化学成分部亚结构的主要因素，其中尤以碳含量最为重要。
在随马氏体的形成温度降低马氏体；状。
马氏体与回火马氏体的区别
马氏体与回火马氏体的区别
1、马氏体在金相显微镜里是亮白的，而回火马氏体是黑色的。
2、回火马氏体是由马氏体低温回火后的产物，在低温回火时，马氏体中过饱和的碳脱溶，形成碳化物，但是整体还是保持原马氏体位向。
3、马氏体单相，而回火马氏体复相。
马氏体：是黑色金属材料的一种组织名称，晶体结构为体心四方结构。
回火马氏体：淬火时形成的片状马氏体，在回火第一阶段发生分解，其中的碳以过渡碳化物的形式脱溶所形成的、在固溶体基体内弥散分布着极其细小的过渡碳化物的复相组织；这种组织在光学显微镜下即使放大到最大倍率也分辨不出其内部构造。
回火中组织变化.
淬火钢回火时组织和性能的变化
80～200℃，发生马氏体的分解
由淬火M中析出薄 片状细小的ε碳化物, 使M中碳的过饱和 度降低，通常把这 种过饱和α+ε碳化物 的组织称为回火马 氏体（M回）。在显 微镜下观察呈黑色 针叶状。
回火马氏体
淬火钢回火时组织和性能的变化
200～300℃发生残余奥氏体分解
残余奥氏体完 全分解为过饱 和的α+ε碳化 物的混合物， 这种组织与马 氏体分解的组 织基本相同。 组织为M回。
回火马氏体
淬火钢回火时组织和性能的变化
300～400℃，发生碳化物的转变 马氏体分解完成，过饱和的α中的含碳量达饱和 状态，M→F，但这时的铁素体仍保持着马氏体 的针叶状外形，这பைடு நூலகம்ε碳化物转变为极细的颗粒 状的渗碳体。 这种由针叶状F和极细粒状渗碳体组成的机械混 合物称为回火托氏体（T回）。
回火托氏体
淬火钢回火时组织和性能的变化
400℃以上，发生渗碳体的长大与固溶体再结晶
400℃以上粒状渗碳体将逐渐聚集长大，α相 开始回复，500℃以上时发生再结晶，从针 叶状转变为多边形的粒状，同时粒状渗碳体 聚集长大成球状，即在500℃以上（500650℃）得到由粒状铁素体+球状Fe3C组成 的回火组织——回火索氏体。（S回）
回火马氏体和回火索氏体的显微组织特征
回火马氏体和回火索氏体的显微组织特征1. 走进显微世界咱们今天聊聊金属材料里的两个小家伙，回火马氏体和回火索氏体。
听起来有点复杂？别担心，咱们慢慢来，一步一个脚印。
先说说这两个名字，马氏体和索氏体就像是金属界的明星，各有各的风格，但可不是你想象中的那种古板。
它们的显微组织可谓是千变万化，就像是人们的心情一样，丰富多彩。
1.1 马氏体：坚韧的战士先从马氏体开始。
马氏体这位兄弟，别看他名字听着高大上，其实在显微结构上，他就是个“战士”。
他在冷却过程中快速变身，形成一种特别的结构，犹如披上了盔甲，既坚韧又抗压。
马氏体的微观结构就像是一堆小锋利的刀片，紧紧地挤在一起，给人一种强烈的“铁血柔情”的感觉。
想象一下，刀片互相挤压，形成了一个牢不可破的城堡，这就是马氏体的坚韧所在。
马氏体的优点可是多得很，硬度高、强度大，真的是在战斗中屡屡获胜的好手。
不过，正所谓“人无完人”，马氏体也有他的短板，脆得像玻璃，一不小心就容易碎。
回火过程就是为了给这位兄弟减减压，调整一下他的心态，让他在硬度与韧性之间找到一个完美的平衡。
1.2 索氏体：温文尔雅的绅士再来说说索氏体，这位兄弟可不是只会打架的“硬汉”，他可是个温文尔雅的绅士。
经过回火处理，索氏体的组织变得更加细腻柔和，形成一种层状的结构，就像是精美的蛋糕，层次分明，让人忍不住想一口吃下去。
它的韧性非常好，适合用在那些要求不那么极端的场合，轻松应对各种挑战。
索氏体的显微组织就像是轻柔的春风，给人一种舒适感。
它的结构里有许多小的碳化物分散在铁基体中，起到增强材料性能的作用。
你看，索氏体虽然不如马氏体那样锋利，但在很多情况下，恰恰是这种温柔和包容，使得它在工业界也颇受欢迎。
2. 二者的碰撞与对比说到这里，可能有人会问，这两位兄弟到底有什么区别呢？其实，它们的显微组织特征就像是两种不同的生活态度。
马氏体是那种在关键时刻敢于冲锋陷阵的勇士，而索氏体则是那个为朋友和家人提供支持的温暖人。
马氏体和回火马氏体
马氏体和回火马氏体
马氏体和回火马氏体是材料科学中常见的组织结构，具有重要的工程应用价值。
本文将介绍马氏体和回火马氏体的定义、形成机制、性能特点以及应用领域等方面的内容。
一、马氏体的定义和形成机制
马氏体是一种由奥氏体经过相变而成的金属组织，通常在高温下形成。
当金属材料受到快速冷却或压缩等外部刺激时，奥氏体晶格中的原子无法充分扩散，导致晶格变形，形成马氏体。
马氏体的晶体结构比奥氏体更加紧密，具有更高的强度和硬度。
二、回火马氏体的定义和形成机制
回火马氏体是指经过回火处理后的马氏体组织。
回火是指将马氏体加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却至室温的过程。
回火过程中，马氏体中的碳化物析出，形成细小的碳化物颗粒，使得回火马氏体的晶体结构更加稳定，同时提高了其韧性和塑性。
三、马氏体和回火马氏体的性能特点
马氏体具有高强度、高硬度、高韧性和耐磨性等优点，在很多领域都有广泛的应用。
例如，马氏体不锈钢具有优良的耐腐蚀性、耐磨性和强度，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
回火马氏体相比马氏体具有更高的韧性和塑性，同时保持了马氏体的高强度和硬度。
回火马氏体通常用于制造高强度、高韧性的金属
零件，如齿轮、轴类零件等。
四、马氏体和回火马氏体的应用领域
马氏体和回火马氏体在许多领域都有广泛的应用。
例如，马氏体不锈钢广泛应用于航空、汽车、电子等领域，具有优良的耐腐蚀性、耐磨性和强度。
金相基础-各种氏体带图详解
⾦相基础-各种⽒体带图详解现代材料可以分为四⼤类--⾦属、⾼分⼦、陶瓷和复合材料。
尽管⽬前⾼分⼦材料飞速发展，但⾦属材料中的钢铁仍是⽬前⼯程技术中使⽤最⼴泛、最重要的材料，那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢。
下⾯就为⼤家详细介绍吧。
钢铁由铁矿⽯提炼⽽成，来源丰富，价格低廉。
钢铁⼜称为铁碳合⾦，是铁（Fe）与碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）以及其他少量元素（Cr、V等）所组成的合⾦。
通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理⼯艺（四把⽕：淬⽕、退⽕、回⽕、正⽕），可以获得各种各样的⾦相组织，从⽽使钢铁具有不同的物理性能。
将钢材取样，经过打磨、抛光，最后⽤特定的腐蚀剂腐蚀显⽰后，在⾦相显微镜下观察到的组织称为钢铁的⾦相组织。
钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。
在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合⾦，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由⼏个基本相（铁素体F、奥⽒体A和渗碳体Fe3C）组成。
这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的⾦相组织结构。
常见的⾦相组织有下列⼋种：⼀、铁素体碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体，属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布，⽤符号F表⽰。
其组织和性能与纯铁相似，具有良好的塑性和韧性，⽽强度与硬度较低（30-100 HB）。
在合⾦钢中，则是碳和合⾦元素在α-Fe中的固溶体。
碳在α-Fe中的溶解量很低，在AC1温度，碳的最⼤溶解量为0.0218%，但随温度下降的溶解度则降⾄0.0084%，因⽽在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体。
随钢铁中碳含量增加，铁素体量相对减少，珠光体量增加，此时铁素体则是⽹络状和⽉⽛状。
⼆、奥⽒体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥⽒体，具有⾯⼼⽴⽅结构，为⾼温相，⽤符号A 表⽰。
奥⽒体在1148℃有最⼤溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度⽐铁素体⾼，塑性和韧性良好，并且⽆磁性，具体⼒学性能与含碳量和晶粒⼤⼩有关，⼀般为170~220 HBS、 =40~50%。
碳钢热处理后的显微组织观察与分析
碳钢热处理后的显微组织观察与分析实验目的实验说明实验内容实验方法指导实验报告要求思考题一：实验目的(1)观察和研究碳钢经不同形式热处理后显微组织的特点。
(2)了解热处理工艺对碳钢硬度的影响。
二：实验说明碳钢经热处理后的组织可以是接近平衡状态(如退火、正火)的组织，也可以是不平衡组织(如淬火组织)。
因此在研究热处理后的组织时，不但要用铁碳相图，还要用钢的C曲线来分析。
图1为共析碳钢的C曲线，图2为45钢连续冷却的CCT曲线。
图1 共析碳钢的c曲线图2 45钢的CCT曲线C曲线能说明在不同冷却条件下过冷奥氏体在不同温度范围内发生不同类型的转变过程及能得到哪些组织。
1．碳钢的退火和正火组织亚共析碳钢(如40、45钢等)一般采用完全退火，经退火后可得接近于平衡状态的组织，其组织形态特征已在实验l中加以分析和观察(图3)过共析碳素工具钢(如T10、T12钢等)则采用球化退火，T12钢经球化退火后，组织中的二次渗碳体和珠光体中的渗碳体都呈球状(或粒状)，图中均匀分散的细小粒状组织就是粒状渗碳体。
2．钢的淬火组织含碳质量分数相当于亚共析成分的奥氏体淬火后得到马氏体。
马氏体组织为板条状或针状，20钢经淬火后将得到板条状马氏体。
在光学显微镜下，其形态呈现为一束束相互平行的细条状马氏体群。
在一个奥氏体晶粒内可有几束不同取向的马氏体群，每束条与条之间以小角度晶界分开，束与束之间具有较大的位向差，如图4所示。
图3 T12 钢球化退火组织图4 低碳马氏体组织45钢经正常淬火后将得到细针状马氏体和板条状马氏体的混合组织，如图5所示。
由于马氏体针非常细小，故在显微镜下不易分清。
45钢加热至860℃后油淬，得到的组织将是马氏体和部分托氏体(或混有少量的上贝氏体)，如图6所示。
碳质量分数相当于共析成分的奥氏体等温淬火后得到贝氏体，如T8钢在550~350℃及350℃~ Ms温度范围内等温淬火，过冷奥氏体将分别转变为上贝氏体和下贝氏体。
深冷处理后低碳马氏体的形态和回火特性研究
联系人钱士强:男,1953年生,工学硕士,上海工程技术大学材料科学系副教授,主要从事金属材料改性机理及工艺研究。
通讯地址:上海仙霞路350号,邮编200336。
E -mail:qsqline.s 深冷处理后低碳马氏体的形态和回火特性研究钱士强 李曼萍 严敏杰(上海工程技术大学材料工程学院,200336)摘要 采用金相、扫描电镜、原子力显微镜等手段,观察研究深冷处理对16Mn 钢低碳马氏体形态和回火特性的影响。
结果表明:深冷处理引起马氏体微分解和超低细碳化物核心形成,使马氏体条束和条束内的亚单元细化,硬度有所提高但长时深冷处理对硬度影响不大,深冷处理促进马氏体的低温回火转变。
关键词 16Mn 钢 深冷处理 低碳马氏体 原子力显微镜INVESTIGATION ON MICROSTRUC TURA L FEATURE AND TEMPERING CUR VEOF LOW CARBON MARTENSITE AFTER CRYOGENIC TR EATMENTQian Shiqiang Li Manping Yan Minjie(Shanghai Universi ty of Engineeri ng Science)AbstractThe i nfluence of cryogenic treatment on the microstructure and tempering curve of lo w carbon martensite in16Mn s teel s amples after quenched was investigated through measuring temperi ng hardnes s and observing micros tructures by OM,SEM and AFM.The resul ts showed that martensite was microdecomposed and superfine carbide was formed due to the cryogenic treatment,which lead martensite lath and its sub -uni te smaller,and raised the martensite hardness.The research also s howed that cryogenic treatment accelerated low temperi ng transformation.Key W ords16Mn Steel,Cryogenic Treatment,Low Carbon Martensite,Atom Force M icroscope1 前 言用液氮(-196 )进行深冷处理作为金属材料一种新的处理工艺在国内外已有大量的研究报道,并在工模具钢的热处理中,获得了应用,使工模具的使用寿命得到显著提高。
马氏体的组织形态
马氏体的组织形态淬火获得马氏体组织，是钢件达到强韧化的重要基础。
由于钢的种类、成分不同，以及热处理条件的差异，会使淬火马氏体的形态和内部精细结构及形成显微裂纹的倾向性等发生很大变化。
这些变化对马氏体的机械性能影响很大。
因此，掌握马氏体组织形态特征并进而了解影响马氏体形态的各种因素是十分重要的。
（一）马氏体的形态近年，随着薄透射电子显微技术的发展，人们对马氏体的形态及其精细结构进行了详细的研究，发现钢中马氏体形态虽然多种多样，但就其特征而言，大体上可以分为以下几类。
1、板条状马氏体板条状马氏体是低、中碳钢，马氏体时效钢，不锈钢等铁系合金中形成的一种典型的马氏体组织。
低碳钢中的典组织如图14所示。
（1）显微组织马氏体呈板条状，一束束排列在原奥氏体晶粒内。
因其显微组织是由许多成群的板条组成，故称为板条马氏体。
对图14 20CrMnTi 钢的淬火组织，板条马氏体 （1150℃加热，水淬）400×某些钢因板条不易浸蚀显现出来，而往往呈现为块状，所以有时也之为块状马氏体。
又因为这种马氏体的亚结构主要为位错，通常也称为位错型马氏体。
这种马氏体是由若干个板条群组成的，也有群状马氏体之称。
每个板条群是由若干个尺寸大致相同的板条所组织，这些板条成大致平行且方向一定的排列。
（2）晶体学特征板条马氏体与母相奥氏体的晶体学位向关系是K —S 关系，惯习面为（111）γ，而18-8不锈钢中板条状马氏体的惯习面是（225）γ。
根据近年来的研究，板条马氏体显微组织的晶体学特征可以用图15表示。
其中A 是平行排列的板条状马氏体束组织的较大的区域，称为板条群。
一个原始奥氏体晶粒可以包含几个板条群（通常为3~5）。
在一个板条群内又可分成几个平行的像图中B 那样的区域。
当用某些溶液腐蚀时，此区域有时仅显现出板条群的边界，而使显微组织呈现为块状，块状马氏体即由此而得名。
当采用着色浸蚀时（如用100ccHCl+5gCaCl 2+100ccCH 3CH 溶液），可在板条群内显现出黑白色调。
马氏体
马氏体组织马氏体马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
最先由德国冶金学家Adolf Martens(1850-1914)于19世纪90年代在一种硬矿物中发现。
马氏体的三维组织形态通常有片状(plate)或者板条状(lath)，但是在金相观察中（二维）通常表现为针状（needle-shaped），这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。
马氏体的晶体结构为体心四方结构（BCT）。
中高碳钢中加速冷却通常能够获得这种组织。
高的强度和硬度是钢中马氏体的主要特征之一。
中文名：马氏体外文名：martensite释义：黑色金属材料的一种组织名称提出者：阿道夫·马滕斯一、马氏体发展史1、马氏体19世纪90年代最先由德国冶金学家阿道夫·马滕斯（Adolf Martens，1850-1914）于在一种硬矿物中发现。
马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。
1895年法国人奥斯蒙（F.Osmond）为纪念德国冶金学家马滕斯（A.Martens），把这种组织命名为马氏体(Martensite)。
人们最早只把钢中由奥氏体转变为马氏体的相变称为马氏体相变。
20世纪以来，对钢中马氏体相变的特征累积了较多的知识，又相继发现在某些纯金属和合金中也具有马氏体相变，如：Ce、Co、Hf、Hg、La、Li、Ti、Tl、Pu、V、Zr、和Ag-Cd、Ag-Zn、Au-Cd、Au-□n、Cu-Al、Cu-Sn、Cu-Zn、In-Tl、Ti-Ni等。
目前广泛地把基本特征属马氏体相变型的相变产物统称为马氏体（见固态相变）。
2、组成类型常见马氏体组织有两种类型。
中低碳钢淬火获得板条状马氏体，板条状马氏体是由许多束尺寸大致相同，近似平行排列的细板条组成的组织，各束板条之间角度比较大；高碳钢淬火获得针状马氏体，针状马氏体呈竹叶或凸透镜状，针叶一般限制在原奥氏体晶粒之内，针叶之间互成60°或120°角。
钢中马氏体组织形态、稳定化
改变奥氏体化温度可显著改变奥氏体晶粒大小，
但对马氏体板条宽度几乎无影响。 而板条群大小随奥氏体晶粒增大而增大，且两者 之比大致不变。所以一个奥氏体晶粒内生成的马氏体 板条群的数量基本不变。 随淬火冷却速度增大，马氏体的板条群径和同位 向束宽同时减小。所以，淬火时加速冷却有细化板条
状马氏体组织的作用。
对同一成分合金，随Ms点降低（如改变奥氏
体化温度）孪晶区所占比例也增大。
3．其他马氏体形态
1）蝶状马氏体 在Fe－Ni合金和Fe－Ni(Cr)－C合金中，当 马氏体在板条状马氏体和片状马氏体的形成温度 范围之间的温度区域形成时，会出现具有特异形 态的马氏体，这种马氏体的立体形态为“V”形柱 状，其断面呈蝴蝶形，故称为蝶状马氏体或多角 状马氏体。
却，则马氏体转变并不立即恢复，而是要冷至Ms′
温度后才重新形成马氏体，即要滞后θ（θ ＝TAMs′）度相变才能继续进行（如图10.27所示）。
图10.27 Ms点以下奥氏体热稳定化现象示意图
转变量减少了δ（δ＝M1－M2）
瞬时形核，瞬时长大， 而与时间无关
C、N原子向马氏体核胚 的位错界面偏聚，包围马 氏体核胚，直至足以钉扎 它，阻止其长大成马氏体 晶核。
2．片状马氏体
片状马氏体是铁基合金中的另一种典型的马氏体 组织，常见于淬火高、中碳钢及高Ni的Fe-Ni合金中，
也称透镜片状马氏体，其光学显微组织形态如图10.20
所示。
图10.20 Fe-32Ni合金的片状马氏体组织
马氏体片之间不相互平行
片状马氏体
光镜下
片状马氏体的空间形态呈双凸透镜片状，也
织如图10.24所示。
图10.24 Fe-16.4Mn-0.09C合金的ε 马氏体
淬火马氏体和回火马氏体
淬火马氏体和回火马氏体
淬火马氏体和回火马氏体是金属材料中常见的两种组织结构，它们的形成过程和性质有着很大的不同。
淬火马氏体是一种高硬度、高强度的组织结构，它的形成过程是将金属材料加热到一定温度，然后迅速冷却，使其达到淬火状态。
在淬火过程中，金属材料的晶粒会迅速形成马氏体，这种组织结构具有非常高的硬度和强度，但是韧性较差，容易出现脆性断裂。
回火马氏体则是在淬火马氏体的基础上进行回火处理得到的一种组织结构。
回火是将淬火后的金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却。
在回火过程中，马氏体会逐渐转变为回火马氏体，这种组织结构具有较高的硬度和强度，同时也具有一定的韧性和塑性，适用于一些需要同时具备硬度和韧性的场合。
淬火马氏体和回火马氏体的应用范围非常广泛，例如在机械制造、汽车制造、航空航天等领域都有着重要的应用。
在机械制造中，淬火马氏体常用于制造高强度的零件，例如齿轮、轴等；而回火马氏体则常用于制造需要同时具备硬度和韧性的零件，例如弹簧、刀具等。
在汽车制造中，淬火马氏体常用于制造发动机零件、传动零件等高强度零件；而回火马氏体则常用于制造车身零件、悬挂系统等需要同时具备硬度和韧性的零件。
在航空航天领域中，淬火马氏体和回火马氏体都有着广泛的应用，例如制造飞机发动机零件、导弹零件等。
淬火马氏体和回火马氏体是金属材料中常见的两种组织结构，它们的形成过程和性质有着很大的不同。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的组织结构，以达到最佳的效果。
什么是马氏体？有何特性？
什么是马⽒体？有何特性？⼀、什么是马⽒体？马⽒体，也有称为⿇⽥散铁，是纯⾦属或合⾦从某⼀固相转变成另⼀固相时的产物；在转变过程中，原⼦不扩散，化学成分不改变，但晶格发⽣变化，同时新旧相间维持⼀定的位向关系并且具有切变共格的特征。
马⽒体最先在淬⽕钢中发现，是由奥⽒体转变成的，是碳在α铁中的过饱和固溶体。
以德国冶⾦学家阿道夫·马滕斯（A.Martens）的名字命名；现在马⽒体型相变的产物统称为“马⽒体”。
马⽒体的开始和终⽌温度，分别称为M始点和M终点；钢中的马⽒体在显微镜下常呈针状，并伴有未经转变的奥⽒体(残留奥⽒体)；钢中的马⽒体的硬度随碳量增加⽽增⾼；⾼碳钢的马⽒体的硬度⾼⽽脆，⽽低碳钢的马⽒体具有较⾼的韧性。
它通常是指钢的⼀种很硬的晶体结构，但也可指任何由位移相变形成的晶体结构。
它包括⼀类具有条状或板状晶粒的硬矿物。
⼆、马⽒体典故对于学材料的⼈来说，“马⽒体”的⼤名如雷贯⽿，那么说到阿道夫·马滕斯⼜有⼏个⼈知道呢？其实马⽒体的“马”指的就是他了。
在铁碳组织中这样以⼈名命名的组织还有很多，今天我们就来说说这些名称和它们背后那些材料先贤的故事。
马⽒体（Martensite），如前所述命名⾃Adolf Martens (1850-1914)。
这位被称作马登斯或马滕斯的先⽣是⼀位德国的冶⾦学家。
他早年作为⼀名⼯程师从事铁路桥梁的建设⼯作，并接触到了正在兴起的材料检验⽅法。
于是他⽤⾃制的显微镜观察铁的⾦相组织，并在1878年发表了《铁的显微镜研究》，阐述⾦属断⼝形态以及其抛光和酸浸后的⾦相组织。
他观察到⽣铁在冷却和结晶过程中的组织排列很有规则，并预⾔显微镜研究必将成为最有⽤的分析⽅法之⼀。
他还曾经担任了柏林皇家⼤学附属机械⼯艺研究所所长，也就是柏林皇家材料试验所（"Staatliche Materialprüfungsamt"）的前⾝，他在那⾥建⽴了第⼀流的⾦相试验室。
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8 45钢 840℃水淬+650℃回火 回火S
•由原来M组织形态变成多边形F与颗粒状渗碳体组成的组织称为回火S 。
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9. T10 780℃加热-水冷 M+ A´+Fe3C
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10. T10 840℃加热-水冷 M+ A´
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11 T10 950℃加热-水冷 粗大M+A´
马氏体及其回火Leabharlann 织形 态观察与分析2020年8月1日星期六
•三种钢的淬火马氏体及其回火组织形态
•序
•钢种
号•1
•20Cr钢
•2
•20Cr钢
•3
•45钢
•4
•45钢
•5
•45钢
•6
•T10钢
•7
•T10钢
•8
•T10钢
•9
•45
•10
•钢45钢
•11
•45钢
•12
•T10钢
•13
•T10钢
•14
•T10钢
•
12 T10钢 780℃水淬+200℃回火 回火M +较少A΄ +K
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13 T10钢 780℃水淬+400℃回火
回火T+K
•回火M转变为在保持M形态的F基体上分布着极其细小的渗碳体颗粒
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14 T10钢 780℃水淬+650℃回火 回火S+K
•由原来M组织形态变成多边形F与颗粒状渗碳体组成的组织称为回火S 。
火
•显微组织 •板条M
•板条M＋F
•淬火M+F •淬火M
•粗大淬火M •M+K+较少A΄
•M+少A΄ •M+较多A΄
•回火M •回火T •回火S •回火M+K+较少A΄ •回火T+K •回火S+K
•
•浸蚀剂 •4％硝酸酒精溶液 •4％硝酸酒精溶液 •4％硝酸酒精溶液 •4％硝酸酒精溶液 •4％硝酸酒精溶液 •4％硝酸酒精溶液 •4％硝酸酒精溶液 •4％硝酸酒精溶液 •4％硝酸酒精溶液 •4％硝酸酒精溶液 •4％硝酸酒精溶液 •4％硝酸酒精溶液 •4％硝酸酒精溶液 •4％硝酸酒精溶液
1. 20Cr 950℃加热-油冷 板条M
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2. 20Cr 840℃加热-油冷 板条M+F
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3. 45 760℃加热-水冷 M+F
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4. 45 840℃加热-水冷 M(混合型)
•板条M
•针状M
•
5. 45 950℃加热-水冷 粗大M
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6 45钢 840℃水淬+200℃回火 回火M
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7 45钢 840℃水淬+400℃回火 回火T
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•处理状态
•950℃ 加热 油冷
•840℃ 加热 油冷
•760℃ 加热 水冷
•840℃ 加热 水冷
•950℃ 加热 水冷
•780℃ 加热 水冷
•840℃ 加热 水冷
•950℃ 加热 水冷
•840℃水淬+200℃回 •840℃水淬火+400℃回 •840℃水淬火+650℃回 •780℃水淬火+200℃回 •780℃水淬火+400℃回 •780℃水淬火+650℃回