关于马氏体相变机制的研究
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一
综
述 ~
关 于 马 氏体 相 变 机 制 的 研 究
刘 宗昌
( 内蒙古科技 大学材料与 冶金 学院, 内蒙古 包头 041 ) 10 0
摘 要 : 马 氏体相 变理 论 的研 究情 况进行 了概 括 而 粗 浅 的评 价 , 出 , 氏体 相 变的切 变机 制 并 不成 熟 , 对 指 马
由以上 所述 可见 , 于 马 氏体相 变切 变 机制 , 关 进
行 了 大 量 的连 续 约 5 0年 的研 究 工 作 。到 2 O世 纪
0 8 % 合金 中的 马 氏体位 向 , .C 发现 了 GT关 系。 — 15 9 1年 , W hiin首 先 提 出 了 马 氏体 相 变 J C rt sa
S u n t e M e ha im f M a t n ii a s o m a i n t dy o h c n s o r e stc Tr n f r to
L U n . h n I Zo g c a g
( tr l a dMe l ryS ho , n e noi U i r t o ce c n eh ooy Ma i s n t l g c ol In r ea au Mo gl nv s y f i eadT c n l , a e i S n g
2 0世 纪 3 O~5 0年代 , 现 高 碳 钢 、eN 合 金 发 F. i 中形 成 马 氏体 的速 率 极 大 , 片 马 氏体 的生 成 时 间 一
约为 ( . 3 0 1 ~S相 当 于速 率 10 / 。 0 5~ . )× 0 , 1 0m s 14 9 9年 , rngr T o n G e i 和 ri o测 定 了 F 一2 N - e a e2 % i
得 马 氏体组 织 。此 举 证 明 , 氏 体 也 可 以是 体 心立 马
方 结构 , 为碳 所 过饱 和 。 不
13 90年 , 库尔久莫 夫和 G 萨 克斯 ( ak ) rB Sc s 首
2 0世 纪 7 0年 代 , os 提 出复 切 变 模 NDH Rs等
先测得 F— ec合金 马氏体与母 相奥 氏体保 持一 定 的 晶 体学 位 向关 系 , K s 系 , 出 了 KS切 变模型 。 即 —关 提 — 13 93年 , R E迈尔 ( h) 得在 中 、 Me1测 高碳 钢 中马 氏体 在奥 氏体 的 {2 } 25 晶面上形 成 , 被称 为惯 习面 。 13 9 4年 , 山测 得 F —i 金 马 氏体 相 变 时 存 西 eN 合 在西 山关 系 , 此设 计 了西 山切 变模 型 。 依 13 9 7年 ,oaso 始 处 理 F— Jhnsn开 eC合 金 马 氏体
存在 认识 上 的误 区。应 开展 新 的 关于 马 氏体 转 变机制 的研 究 , 开创 马 氏体 相 变理论研 究的新 局 面。 关键 词 :马氏体 ; 氏体相 变 ; 变机制 马 切
中 图分类 号 :G1 15 T 1 .
文献 标识 码 : A
文 章编 号 :0 8 19 ( 0 2 0 -0 10 10 —6 0 2 1 )2 0 0 —4
镜 观察 到淬 火钢 中 的这 种 硬 相 , 先 发 现 的是 高 碳 首
的细 胞 ¨ 。随着 科研 仪 器 设 备 的 发 明 、 验 条件 的 试 创新 , 人类 对 自然事 物 的认识 和科 学研 究 不 断深化 ,
针状 马 氏体 。 19 85年 , 国人 O m n 法 s od将 其命 名 为
17 97年 , 田 等 设 计 了一 个 一 ( R)一 藤 6
K 一 仅 M 的模 型 , 为藤 田模 型 。 称
2 纪6 0世 0年代 末 、0年 代初 , 7 先后 提 出 马 氏体 相 变 的协作 形 变 “ 论 ” 范 性 协作 模 型 , 理 和 以及 多 次
切 变模 型 。
人 类开始 进 入材料 科 学时代 。
以范 畴 、 理 、 定 定律 形 式反 映现 实世 界多 种现 象 的本
质 和 运动 规律 的 知识 体 系。科 学 是 沿 着 “ 验 事 实 经
一
假说 一 理 论 ” 途 径 而 发 展 的 , 念 是 科 学 理 论 的 概
17 88年 , 国 冶金 学 家 Ma es等 用 金 相 显 微 德 vn
量 , 化性 能 具有 理论 指导 意义 。 优
作 了修 改和 更新 , 马 氏体 相 变 切 变 机制 进 行 了探 对
讨 J 。本 文综 合分 析 了多 种 文 献 资料 _ J简 要 地 2 , 论 述 了马 氏体 与 马 氏体 相变 的研 究历程 。
1 马 氏体 相 变 的 研 究历 程
B oo 100 n e n oi C ia at 04 1 ,In r u Mo gl hn ) a
Ab tac s r t:Cu r n i to fsu y o h c a im f ma tn ii r n fr to s r ve d g n r ly a d re tst in o t d n t e me h n s o re stc ta so mai n wa e i we e e al n ua s p rii l . twa on e u h ts e r me h n s i mmau e,a s a miu d rt n i g I r e o i i a e u e fcal I s p i t d o tt a h a c a im si y tr nd i s n e .a d n . n o d rt n t t s i a n w a p c i t su y n e s e t n he t d o ma tn i c r n f r t n, r n wa o t d o t e re st ta so mai i o e e l f su y n h me h n s c a im o re stc f ma tn ii
基金 项 目: 内蒙古 自治 区科技 引导计划项 目(0 79 1 2 0 11 )
《 热处理》
21 0 2年第 2 7卷
第 2期
・・ 1
出 了马 氏体相 变 的应 变模 型 , 为贝 茵应 变模 型 。 称 12 9 6~12 97年 , LFn w ik和 rB 库 尔久 莫夫 等 分别 用 x 射 线 技 术 测 得 钢 中马 氏体 为 体 心 正 方 结 一 构, 并且 测 得 回火 马 氏体 的正方 度 的变 化 , 为 马 氏 认
公 元前 9 0年 , 0 在埃 及 已将 斧头淬 火硬 化 , 检 经 验 斧刃具 有 马 氏体 组 织 , 度 4 R 。在 中 国 , 硬 5H C 公
元 前 2 6~ 4年 , 柄汉 代 的钢剑 具有 马 氏体 组 织 。 0 2 一
2 0世纪 以来 , 属 固态相 变 理 论 得 到 了显 著 的 金 发展 。前 半 叶进行 了奥 氏体 的形成 、 共析 分解 、 氏 马
ta som ai n s u d b a re u . r n f r to ho l e c rid o t K e o ds: a tnst ma tnstc ta so ma in; s e rme h n s yw r m re ie; re i r n fr to i h a c a im
原理 。
13 9 8年 , 现在 c .n c .n合 金 中存 在 马 氏 发 uz 、us
体 。
19 9 9年徐祖 耀 在 总结 马 氏体 相 变 机 制 时 指 出 :
原始 表 象学 说 、 现代 表 象 学 说 、 切 变 模 。
马 氏体 (  ̄ ni ) Ma e s e 。 t 12 9 4年 , a Bi n发现 淬 火 钢 表 面存 在 浮 凸 , 提 并
通 过科 学抽 象 , 查 澄 清 了事 物 的本 质 和 内在规 律 彻
性 , 应 当与 时俱 进 , 新 概 念 , 善 理 论 。深 入 研 就 更 完
的突破 和 可喜 的进 展 。怪 不得 美 国麻 省理 工学 院的
相变 热力 学 , 图计 算 马 氏体 点 ( ) 试 Ms 。
型, 该模 型 也 与实 际不 符 。 2 纪7 0世 0年 代 开 发 了形 状 记 忆 合 金 , 弹 性 热
马 氏体 相 变 的 研 究成 绩 非 凡 。测 得 A . uz uC . n合 金
马 氏体 的长 大 速 率 较 小 , 仅 为 0 3 m sC —1 仅 .2c / ; uA一
收稿 日期 :0 1 0 . 1 2 1 . 5 1
作者 简介 : 宗昌( 9 0 ) 男, 刘 14 一 , 河北 玉田人 , 教授 。从事金属 固态相 变和热处理研 究。发表论 文 2 0佘篇 , 4 出
版专著和教材 1 4部 。E m i l hn7 @ 13 cn - a : cag5 6 .o lz
体相 变 、 溶 等相 变理 论研 究 , 脱 但是 由于 当 时试验 条
件 的限制 , 研究 不 够深 入 , 论 上存 在缺 陷 。科 学 是 理
我 国是 世界 上钢 淬火 工 艺 技 术 领先 的 国家 , 长 期 但
来 对其 内部 组 织 结 构 缺 乏 科 学 认 识 。1 9世 纪 以后
体 是 碳 在 仪F 一 e中 的过 饱 和 固溶体 。 12 9 9年 , 志宏 等首 先 将 电解 铁 淬 入 水 银 , 周 获
17 9 6年 , l n C hn提 出 了一个 机 制 , K N Os 、oe o 与 —.
V机 制相 似 , 强调 马 氏体 依靠 密排 面上 的缺 陷 形 但 核 的观点 。
N 合 金 的仅 l 一1 m/ 。 i 0一 0~ s 2 0世 纪 7 0年 代末 , a n等 应 用 群 论 阐 述 相 变 Ch 中母 相 与 马 氏体 之 间 的对 称 关 系 。1 8 9 8年 徐 祖 耀
在《 相变 原 理 》中叙 述 了群 论 在 相 变 中应 用 的 一般
的层错 核模 型 。
7 0年代 , 有关 马 氏体 相 变 机 制 就 提 出 了 1 0余 种 模
型 , 均基 本 上与 实 际不 符 。2 但 0世 纪 8 0年代 后 , 研 究 陷入 迷惘 状 态 , 滞 不 前 , 3 停 近 0年 来 没有 什 么新
15 9 2年 , 张经 录 首 先 用 金 相 显 微 镜 观 察 到 A — u
传 承文 明 , 时俱 进 , 与 开拓 创新 , 是永 恒 的主题 。
固 态相变 理 论 是 金 属 热 处 理 、 造 、 接 、 压 、 铸 焊 锻 轧 钢、 冶金 等金 属材 料工 程 的技术 理论 基础 , 材料 科 是
究 马 氏体 相 变 机 制 具 有 重 要 的 理 论 意 义 和 应 用 价 值 。2 1世纪 以来 , 宗 昌等人 就 固 态相 变 理论 中 的 刘 某 些概 念 、 变机 制 等 根 据其 物 理 内涵 和演 化 规 律 相
学 的重要 支柱 , 为重 要 。 马 氏体 相 变 是 材 料 中 重 极
要 的 固态 相 变之 一 , 研 究具 有 重 要 的理 论 意 义 和 其 实 际价值 。认 识 马 氏体 的物 理 本 质 , 悉 马 氏体 相 熟 变 的基本 规 律 , 于开 发新 材料 , 高钢 件 的 内在 质 对 提
一
综
述 ~
关 于 马 氏体 相 变 机 制 的 研 究
刘 宗昌
( 内蒙古科技 大学材料与 冶金 学院, 内蒙古 包头 041 ) 10 0
摘 要 : 马 氏体相 变理 论 的研 究情 况进行 了概 括 而 粗 浅 的评 价 , 出 , 氏体 相 变的切 变机 制 并 不成 熟 , 对 指 马
由以上 所述 可见 , 于 马 氏体相 变切 变 机制 , 关 进
行 了 大 量 的连 续 约 5 0年 的研 究 工 作 。到 2 O世 纪
0 8 % 合金 中的 马 氏体位 向 , .C 发现 了 GT关 系。 — 15 9 1年 , W hiin首 先 提 出 了 马 氏体 相 变 J C rt sa
S u n t e M e ha im f M a t n ii a s o m a i n t dy o h c n s o r e stc Tr n f r to
L U n . h n I Zo g c a g
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2 0世 纪 3 O~5 0年代 , 现 高 碳 钢 、eN 合 金 发 F. i 中形 成 马 氏体 的速 率 极 大 , 片 马 氏体 的生 成 时 间 一
约为 ( . 3 0 1 ~S相 当 于速 率 10 / 。 0 5~ . )× 0 , 1 0m s 14 9 9年 , rngr T o n G e i 和 ri o测 定 了 F 一2 N - e a e2 % i
得 马 氏体组 织 。此 举 证 明 , 氏 体 也 可 以是 体 心立 马
方 结构 , 为碳 所 过饱 和 。 不
13 90年 , 库尔久莫 夫和 G 萨 克斯 ( ak ) rB Sc s 首
2 0世 纪 7 0年 代 , os 提 出复 切 变 模 NDH Rs等
先测得 F— ec合金 马氏体与母 相奥 氏体保 持一 定 的 晶 体学 位 向关 系 , K s 系 , 出 了 KS切 变模型 。 即 —关 提 — 13 93年 , R E迈尔 ( h) 得在 中 、 Me1测 高碳 钢 中马 氏体 在奥 氏体 的 {2 } 25 晶面上形 成 , 被称 为惯 习面 。 13 9 4年 , 山测 得 F —i 金 马 氏体 相 变 时 存 西 eN 合 在西 山关 系 , 此设 计 了西 山切 变模 型 。 依 13 9 7年 ,oaso 始 处 理 F— Jhnsn开 eC合 金 马 氏体
存在 认识 上 的误 区。应 开展 新 的 关于 马 氏体 转 变机制 的研 究 , 开创 马 氏体 相 变理论研 究的新 局 面。 关键 词 :马氏体 ; 氏体相 变 ; 变机制 马 切
中 图分类 号 :G1 15 T 1 .
文献 标识 码 : A
文 章编 号 :0 8 19 ( 0 2 0 -0 10 10 —6 0 2 1 )2 0 0 —4
镜 观察 到淬 火钢 中 的这 种 硬 相 , 先 发 现 的是 高 碳 首
的细 胞 ¨ 。随着 科研 仪 器 设 备 的 发 明 、 验 条件 的 试 创新 , 人类 对 自然事 物 的认识 和科 学研 究 不 断深化 ,
针状 马 氏体 。 19 85年 , 国人 O m n 法 s od将 其命 名 为
17 97年 , 田 等 设 计 了一 个 一 ( R)一 藤 6
K 一 仅 M 的模 型 , 为藤 田模 型 。 称
2 纪6 0世 0年代 末 、0年 代初 , 7 先后 提 出 马 氏体 相 变 的协作 形 变 “ 论 ” 范 性 协作 模 型 , 理 和 以及 多 次
切 变模 型 。
人 类开始 进 入材料 科 学时代 。
以范 畴 、 理 、 定 定律 形 式反 映现 实世 界多 种现 象 的本
质 和 运动 规律 的 知识 体 系。科 学 是 沿 着 “ 验 事 实 经
一
假说 一 理 论 ” 途 径 而 发 展 的 , 念 是 科 学 理 论 的 概
17 88年 , 国 冶金 学 家 Ma es等 用 金 相 显 微 德 vn
量 , 化性 能 具有 理论 指导 意义 。 优
作 了修 改和 更新 , 马 氏体 相 变 切 变 机制 进 行 了探 对
讨 J 。本 文综 合分 析 了多 种 文 献 资料 _ J简 要 地 2 , 论 述 了马 氏体 与 马 氏体 相变 的研 究历程 。
1 马 氏体 相 变 的 研 究历 程
B oo 100 n e n oi C ia at 04 1 ,In r u Mo gl hn ) a
Ab tac s r t:Cu r n i to fsu y o h c a im f ma tn ii r n fr to s r ve d g n r ly a d re tst in o t d n t e me h n s o re stc ta so mai n wa e i we e e al n ua s p rii l . twa on e u h ts e r me h n s i mmau e,a s a miu d rt n i g I r e o i i a e u e fcal I s p i t d o tt a h a c a im si y tr nd i s n e .a d n . n o d rt n t t s i a n w a p c i t su y n e s e t n he t d o ma tn i c r n f r t n, r n wa o t d o t e re st ta so mai i o e e l f su y n h me h n s c a im o re stc f ma tn ii
基金 项 目: 内蒙古 自治 区科技 引导计划项 目(0 79 1 2 0 11 )
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第 2期
・・ 1
出 了马 氏体相 变 的应 变模 型 , 为贝 茵应 变模 型 。 称 12 9 6~12 97年 , LFn w ik和 rB 库 尔久 莫夫 等 分别 用 x 射 线 技 术 测 得 钢 中马 氏体 为 体 心 正 方 结 一 构, 并且 测 得 回火 马 氏体 的正方 度 的变 化 , 为 马 氏 认
公 元前 9 0年 , 0 在埃 及 已将 斧头淬 火硬 化 , 检 经 验 斧刃具 有 马 氏体 组 织 , 度 4 R 。在 中 国 , 硬 5H C 公
元 前 2 6~ 4年 , 柄汉 代 的钢剑 具有 马 氏体 组 织 。 0 2 一
2 0世纪 以来 , 属 固态相 变 理 论 得 到 了显 著 的 金 发展 。前 半 叶进行 了奥 氏体 的形成 、 共析 分解 、 氏 马
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原理 。
13 9 8年 , 现在 c .n c .n合 金 中存 在 马 氏 发 uz 、us
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19 9 9年徐祖 耀 在 总结 马 氏体 相 变 机 制 时 指 出 :
原始 表 象学 说 、 现代 表 象 学 说 、 切 变 模 。
马 氏体 (  ̄ ni ) Ma e s e 。 t 12 9 4年 , a Bi n发现 淬 火 钢 表 面存 在 浮 凸 , 提 并
通 过科 学抽 象 , 查 澄 清 了事 物 的本 质 和 内在规 律 彻
性 , 应 当与 时俱 进 , 新 概 念 , 善 理 论 。深 入 研 就 更 完
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相变 热力 学 , 图计 算 马 氏体 点 ( ) 试 Ms 。
型, 该模 型 也 与实 际不 符 。 2 纪7 0世 0年 代 开 发 了形 状 记 忆 合 金 , 弹 性 热
马 氏体 相 变 的 研 究成 绩 非 凡 。测 得 A . uz uC . n合 金
马 氏体 的长 大 速 率 较 小 , 仅 为 0 3 m sC —1 仅 .2c / ; uA一
收稿 日期 :0 1 0 . 1 2 1 . 5 1
作者 简介 : 宗昌( 9 0 ) 男, 刘 14 一 , 河北 玉田人 , 教授 。从事金属 固态相 变和热处理研 究。发表论 文 2 0佘篇 , 4 出
版专著和教材 1 4部 。E m i l hn7 @ 13 cn - a : cag5 6 .o lz
体相 变 、 溶 等相 变理 论研 究 , 脱 但是 由于 当 时试验 条
件 的限制 , 研究 不 够深 入 , 论 上存 在缺 陷 。科 学 是 理
我 国是 世界 上钢 淬火 工 艺 技 术 领先 的 国家 , 长 期 但
来 对其 内部 组 织 结 构 缺 乏 科 学 认 识 。1 9世 纪 以后
体 是 碳 在 仪F 一 e中 的过 饱 和 固溶体 。 12 9 9年 , 志宏 等首 先 将 电解 铁 淬 入 水 银 , 周 获
17 9 6年 , l n C hn提 出 了一个 机 制 , K N Os 、oe o 与 —.
V机 制相 似 , 强调 马 氏体 依靠 密排 面上 的缺 陷 形 但 核 的观点 。
N 合 金 的仅 l 一1 m/ 。 i 0一 0~ s 2 0世 纪 7 0年 代末 , a n等 应 用 群 论 阐 述 相 变 Ch 中母 相 与 马 氏体 之 间 的对 称 关 系 。1 8 9 8年 徐 祖 耀
在《 相变 原 理 》中叙 述 了群 论 在 相 变 中应 用 的 一般
的层错 核模 型 。
7 0年代 , 有关 马 氏体 相 变 机 制 就 提 出 了 1 0余 种 模
型 , 均基 本 上与 实 际不 符 。2 但 0世 纪 8 0年代 后 , 研 究 陷入 迷惘 状 态 , 滞 不 前 , 3 停 近 0年 来 没有 什 么新
15 9 2年 , 张经 录 首 先 用 金 相 显 微 镜 观 察 到 A — u
传 承文 明 , 时俱 进 , 与 开拓 创新 , 是永 恒 的主题 。
固 态相变 理 论 是 金 属 热 处 理 、 造 、 接 、 压 、 铸 焊 锻 轧 钢、 冶金 等金 属材 料工 程 的技术 理论 基础 , 材料 科 是
究 马 氏体 相 变 机 制 具 有 重 要 的 理 论 意 义 和 应 用 价 值 。2 1世纪 以来 , 宗 昌等人 就 固 态相 变 理论 中 的 刘 某 些概 念 、 变机 制 等 根 据其 物 理 内涵 和演 化 规 律 相
学 的重要 支柱 , 为重 要 。 马 氏体 相 变 是 材 料 中 重 极
要 的 固态 相 变之 一 , 研 究具 有 重 要 的理 论 意 义 和 其 实 际价值 。认 识 马 氏体 的物 理 本 质 , 悉 马 氏体 相 熟 变 的基本 规 律 , 于开 发新 材料 , 高钢 件 的 内在 质 对 提