马氏体相变
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
若奥氏体的σS超过206MPa，相变应力在两
相中均以孪生方式松弛，则形成惯习面为 (259)γ的片状马氏体。
上海应用技术学院 材料工程系
34
§4.3.4 工业用钢淬火马氏体的金相形态
（1）低碳钢中的马氏体
C%＜0.2%的低碳钢、低碳低合金 钢，如20#、15MnVB钢等，组织为 板条马氏体，具有高强度、高韧性、 低的冷脆转化温度。
上海应用技术学院 材料工程系
35
（2）中碳结构钢中的马氏体
如45#、40Cr 钢等，淬火后为板 条马氏体+片状马氏体的混合组织。
由于通常选用较低的奥氏体化温 度，淬火后获得的组织极细，光学 显微镜较难分辨。
上海应用技术学院 材料工程系
36
（3）高碳工具钢中的马氏体
如 T8、T12钢，为片状马氏体。
倾动面一直保持为平面。
发生马氏体相变时，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。
造成均匀切变且惯习面为不变平面的应变 即为不变平面应变。
上海应用技术学院 材料工程系
11
不变平面
图4-5 三种不变平面应变 a）膨胀 b）孪生时的切变 c）马氏体相变时----切变 + 膨胀
上海应用技术学院 材料工程系
28
先形成的第一片马氏体横贯整个奥氏体晶 粒，使后形成的马氏体片的大小受到限制。 后形成的马氏体片，则在奥氏体晶粒内进一 步分割奥氏体晶粒，所以后形成的马氏体片 越来越短小。
片状马氏体的立体外形呈双凸透镜状，多 数马氏体片的中间有一条中脊面，相邻马氏 体片互不平行，大小不一，片的周围有一定 量的残余奥氏体。
图4-15 滑移和孪生的临界分切应力与温度的关系
上海应用技术学院 材料工程系
32
当马氏体在较高温度形成时，滑移的临 界分切应力较低，滑移比孪生更易于发生， 从而在亚结构中留下大量位错，形成亚结构 为位错的板条马氏体。
由于温度较高，奥氏体和马氏体的强度 均较低。相变时，相变应力的松驰可以同时 在奥氏体和马氏体中以滑移方式进行，故惯 习面为 (111)γ 。
上海应用技术学院 材料工程系
15
图4-7 奥氏体 (111)面上马氏体的三种不同西山取向
上海应用技术学院 材料工程系
16
③ G-T关系：
和 K-S关系略有偏差 {111}γ∥{110}M 差10 <110>γ∥<111>M 差20
④ K-S关系和西山关系的比较： 晶面关系相同，只是晶面内的方向相差 5016’。
ΔGγ→α’ = 0
ΔGγ→α’ 称为马氏体相 变驱动力。
图4-16 自由能-温度关系
上海应用技术学院 材料工程系
38
相变化学驱动力用来 提供切变能量、亚结构 储存能、膨胀应变能、 共格应变能、界面能等， 所以要有足够大的相变 驱动力。
Ms点为奥氏体和马氏 体两相自由能之差达到
相变所需的最小驱动力
上海应用技术学院 材料工程系
23
§4.3 马氏体的形态及其亚结构
§4.3.1 板条马氏体
在低、中碳钢，马 氏体时效钢中出现， 形成温度较高。
基本单元板条为一 个个单晶体。
图4-12 板条马氏体示意图
上海应用技术学院 材料工程系
24
许多相互平行的板条组成一个板条束，它们具 有相同的惯习面。
板条马氏体的惯习面为{111}γ，位向关系为KS关系。由于有四个不同的{111}γ面，所以一个奥 氏体晶粒内可能形成四种马氏体板条束。
③ 解释：
碳或者合金元素降低A3点，降低奥氏体的自 由能并提高马氏体（过饱和铁素体）的自由能， 也降低了T0 温度，从而降低Ms 点。
碳或者合金元素固溶强化了奥氏体，σs ↑，使 切变所需能量增高，Ms ↓。
上海应用技术学院 材料工程系
41
临界驱动力
G
A ΔGA→M
ΔGA→M
M
Ms
T0 Ms
T0
钢中：<0.5%C，惯习面为{111}γ，0.5～ 1.4%C，为{225}γ，1.5～1.8%C，为{259}γ。
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。
上海应用技术学院 材料工程系
10
③ 不变平面应变
上海应用技术学院 材料工程系
30
§4.3.3 影响马氏体形态及其亚结构的因素
（1）Ms点
Ms点高 ---- 形成板条马氏体。 Ms点低 ---- 形成片状马氏体。
C%↑ → Ms ↓ 板条M → 板条M+片状M →片状M 位错M → 孪晶M
上海应用技术学院 材料工程系
31
（2）奥氏体与马氏体的强度
上海应用技术学院 材料工程系
33
随着形成温度的下降，孪生的临界分切应力 较低，变形方式逐渐过渡为以孪生进行，形成 亚结构为孪晶的片状马氏体。
若奥氏体的σS低于206MPa，应力在奥氏体
中以滑移方式松弛。由于形成的马氏体强度较 高，应力在马氏体中只能以孪生方式松弛，则 形成惯习面为 (225)γ的片状马氏体。
上海应用技术学院 材料工程系
43
§4.4.3 应变诱发马氏体
在Ms点以上一定温度范围内，因塑 性变形而促生的马氏体称为应变诱发 马氏体。
塑性变形能促生马氏体的最高温度 称为Md 点，高于此温度的塑性变形将 不会产生应变诱发马氏体。
上海应用技术学院 材料工程系
44
在Ms~Md之间对奥氏体进行塑性变形， 为向马氏体转变提供了机械驱动力，从
而使相变可以在较高的温度发生，即相
当于升Leabharlann Baidu了Ms温度。
在Ms~Md温度范围的塑性变形度越大， 由形变诱发的马氏体量越大。但对未转 变的奥氏体，在随后的冷却过程中，马 氏体相变却受到了抑制（发生了机械稳 定化）。
上海应用技术学院 材料工程系
45
图4-20 应变诱发马氏体相变热力学条件
上海应用技术学院 材料工程系
第四章 马氏体相变
§4.1 马氏体的晶体结构
马氏体----碳在α-Fe 中的过饱和固溶体。 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。 体心正方点阵 bct ---- α’马氏体。
上海应用技术学院 材料工程系
1
图4-1 奥氏体的正八面体间隙 a) 马氏体的扁八面体间隙 b)
上海应用技术学院 材料工程系
7
（2）表面浮凸现象和不变平面应变
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
上海应用技术学院 材料工程系
8
图4-4 直线划痕的变形情况 （a）实验结果 （b）在界面处失去共格 （c）划痕扭曲
上海应用技术学院 材料工程系
9
② 惯习面和不变平面
马氏体往往在母相的一定晶面上开始形成，这 一定的晶面即称为惯习面。马氏体和母相的相界 面，中脊面都可能成为惯习面。
上海应用技术学院 材料工程系
13
5016’
图4-6 奥氏体 (111)面上马氏体的六种不同K-S取向
上海应用技术学院 材料工程系
14
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）。
呈孪晶关系的板条间就不存在这种残余奥氏 体薄膜。
上海应用技术学院 材料工程系
26
图4-13 （a）板条马氏体 （b）片状马氏体
上海应用技术学院 材料工程系
27
§4.3.2 片状马氏体
{225}γ或 {259}γ
在中、高碳钢， 高 镍 的 Fe-Ni 合 金 中出现，形成温 度较低。
图4-14 片状马氏体示意图
上海应用技术学院 材料工程系
3
图4-2 点阵常数与碳含量的关系
上海应用技术学院 材料工程系
4
马氏体的正方度
c/a = 1 + 0.046 P
（4-2）
碳原子在马氏体点阵中的分布：
碳原子发生有序分布，80%优先占据c轴方向 的八面体间隙位置，20%占据其它两个方向 的八面体间隙位置，此时出现（4-2）式的正 方度。
通常采用不完全加热淬火（在Ac1稍 上加热，保留一定量未溶渗碳体颗 粒），获得隐晶马氏体+渗碳体颗粒的 混合组织。
隐晶马氏体极细，光学显微镜较难 分辨。
上海应用技术学院 材料工程系
37
§4.4 马氏体相变热力学 §4.4.1 相变驱动力
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
温度
图4-19 奥氏体与马氏体的自由能-温度曲线示意图
上海应用技术学院 材料工程系
42
（2）其它因素对Ms 点的影响
① 奥氏体的晶粒大小 奥氏体晶粒细化 → Ms ↓ 晶粒细化 → σs ↑→ 切变阻力↑ → Ms ↓
② 弹性极限以内的应力 多向压应力阻碍马氏体转变，→ Ms ↓ 拉应力促进马氏体转变，→ Ms ↑
上海应用技术学院 材料工程系
2
马氏体点阵常数和碳含量的关系
c、a、及 正方度 c/a 与钢中碳含量成线性关系：
c = a0 + αP a = a0 - βP c/a = 1 + γP
（4-1）
其中： a0 = 2.861Å （α-Fe点阵常数） α、β、γ 为常数
P ---- 马氏体的含碳量（wt%）
MS 点以下，无需孕育， 转变立即开始，且以极大
速度进行，但很快停止，
不能进行到终了，需进一 步降温。
图4-10 转变量-时间关系
上海应用技术学院 材料工程系
21
在 Mf 点 以 下 ， 虽 然转变量未达到
100%，但转变已不
能进行。
如Mf点低于室温 ， 则淬火到室温将保
留相当数量的未转
变奥氏体，称为残 余奥氏体。
上海应用技术学院 材料工程系
12
（3）马氏体和奥氏体具有一定的位向关系
相变以共格切变方式进行所至。 ① K-S 关系：
{111}γ∥{110}M ; <110>γ∥<111>M 由于3个奥氏体<110>γ方向上(每个方向上有2
种马氏体取向)可能有6种不同的马氏体取向, 而奥氏体的 {111}γ 晶面族中又有4种晶面， 从而马氏体共有24种取向（变体）。
上海应用技术学院 材料工程系
29
惯习面：随形成温度的下降，由{225}γ变为 {259}γ，位向关系由K-S关系变为西山关系。
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。
马氏体片互成交角，后形成的马氏体片对 先形成的马氏体片有撞击作用，接触处产生 显微裂纹。
上海应用技术学院 材料工程系
5
新生马氏体的异常正方度
定义： c/a 值低于或高于（4-2）式的正方度。 原因： 主要由于碳原子在 x，y，z 三个方向 的分布发生了改变。
上海应用技术学院 材料工程系
6
§4.2 马氏体相变的主要特征
（1）马氏体相变的无扩散性
钢中马氏体相变时无成分变化，仅发生点 阵改组。 可以在很低的温度范围内进行，并且相变 速度极快。 原子以切变方式移动，相邻原子的相对位 移不超过原子间距，近邻关系不变。
上海应用技术学院 材料工程系
17
图4-8-1 K-S关系和西山关系的比较
上海应用技术学院 材料工程系
18
5016’
图4-8-2 K-S关系和西山关系的比较
上海应用技术学院 材料工程系
19
图4-9 K-S关系和西山关系的比较
上海应用技术学院 材料工程系
20
（4）马氏体相变的变温性
MS----马氏体相变开始点。 Mf ----马氏体相变终了点。
每个惯习面上可能有六种不同的取向，板条束 内具有相同取向的小块称为板条块，常常呈现为 黑白相间的块。
上海应用技术学院 材料工程系
25
板条马氏体的亚结构为高密度位错，所以板 条马氏体也称为位错马氏体 。
不呈孪晶关系的板条间存在一层残余奥氏体 簿膜，这种微量的残余奥氏体对板条马氏体的 韧性贡献很大。
图4-11 转变量-温度关系
上海应用技术学院 材料工程系
22
（5）马氏体相变的可逆性
A↔M
Ms , Mf ; As , Af ; As > Ms
钢中马氏体加热时，容易发生回火分解， 从马氏体中析出碳化物。
Fe-0.8%C钢以5000℃/S快速加热，抑制回 火转变，则在590～600℃发生逆转变。
（临界驱动力）时的温 度。
图4-17 无扩散相变 γ→α’的T0温度
上海应用技术学院 材料工程系
39
§4.4.2 影响钢的Ms 点的因素
（1）奥氏体的化学成分
① 碳含量 C% ↑ → Ms ↓，Mf ↓
A3
无扩散 转变
上海应用技术学院 材料工程系
图4-18 Ms 与碳含量关系
40
② 合金元素
除 Co、Al外，其它合金元素均降低Ms 点。
相中均以孪生方式松弛，则形成惯习面为 (259)γ的片状马氏体。
上海应用技术学院 材料工程系
34
§4.3.4 工业用钢淬火马氏体的金相形态
（1）低碳钢中的马氏体
C%＜0.2%的低碳钢、低碳低合金 钢，如20#、15MnVB钢等，组织为 板条马氏体，具有高强度、高韧性、 低的冷脆转化温度。
上海应用技术学院 材料工程系
35
（2）中碳结构钢中的马氏体
如45#、40Cr 钢等，淬火后为板 条马氏体+片状马氏体的混合组织。
由于通常选用较低的奥氏体化温 度，淬火后获得的组织极细，光学 显微镜较难分辨。
上海应用技术学院 材料工程系
36
（3）高碳工具钢中的马氏体
如 T8、T12钢，为片状马氏体。
倾动面一直保持为平面。
发生马氏体相变时，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。
造成均匀切变且惯习面为不变平面的应变 即为不变平面应变。
上海应用技术学院 材料工程系
11
不变平面
图4-5 三种不变平面应变 a）膨胀 b）孪生时的切变 c）马氏体相变时----切变 + 膨胀
上海应用技术学院 材料工程系
28
先形成的第一片马氏体横贯整个奥氏体晶 粒，使后形成的马氏体片的大小受到限制。 后形成的马氏体片，则在奥氏体晶粒内进一 步分割奥氏体晶粒，所以后形成的马氏体片 越来越短小。
片状马氏体的立体外形呈双凸透镜状，多 数马氏体片的中间有一条中脊面，相邻马氏 体片互不平行，大小不一，片的周围有一定 量的残余奥氏体。
图4-15 滑移和孪生的临界分切应力与温度的关系
上海应用技术学院 材料工程系
32
当马氏体在较高温度形成时，滑移的临 界分切应力较低，滑移比孪生更易于发生， 从而在亚结构中留下大量位错，形成亚结构 为位错的板条马氏体。
由于温度较高，奥氏体和马氏体的强度 均较低。相变时，相变应力的松驰可以同时 在奥氏体和马氏体中以滑移方式进行，故惯 习面为 (111)γ 。
上海应用技术学院 材料工程系
15
图4-7 奥氏体 (111)面上马氏体的三种不同西山取向
上海应用技术学院 材料工程系
16
③ G-T关系：
和 K-S关系略有偏差 {111}γ∥{110}M 差10 <110>γ∥<111>M 差20
④ K-S关系和西山关系的比较： 晶面关系相同，只是晶面内的方向相差 5016’。
ΔGγ→α’ = 0
ΔGγ→α’ 称为马氏体相 变驱动力。
图4-16 自由能-温度关系
上海应用技术学院 材料工程系
38
相变化学驱动力用来 提供切变能量、亚结构 储存能、膨胀应变能、 共格应变能、界面能等， 所以要有足够大的相变 驱动力。
Ms点为奥氏体和马氏 体两相自由能之差达到
相变所需的最小驱动力
上海应用技术学院 材料工程系
23
§4.3 马氏体的形态及其亚结构
§4.3.1 板条马氏体
在低、中碳钢，马 氏体时效钢中出现， 形成温度较高。
基本单元板条为一 个个单晶体。
图4-12 板条马氏体示意图
上海应用技术学院 材料工程系
24
许多相互平行的板条组成一个板条束，它们具 有相同的惯习面。
板条马氏体的惯习面为{111}γ，位向关系为KS关系。由于有四个不同的{111}γ面，所以一个奥 氏体晶粒内可能形成四种马氏体板条束。
③ 解释：
碳或者合金元素降低A3点，降低奥氏体的自 由能并提高马氏体（过饱和铁素体）的自由能， 也降低了T0 温度，从而降低Ms 点。
碳或者合金元素固溶强化了奥氏体，σs ↑，使 切变所需能量增高，Ms ↓。
上海应用技术学院 材料工程系
41
临界驱动力
G
A ΔGA→M
ΔGA→M
M
Ms
T0 Ms
T0
钢中：<0.5%C，惯习面为{111}γ，0.5～ 1.4%C，为{225}γ，1.5～1.8%C，为{259}γ。
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。
上海应用技术学院 材料工程系
10
③ 不变平面应变
上海应用技术学院 材料工程系
30
§4.3.3 影响马氏体形态及其亚结构的因素
（1）Ms点
Ms点高 ---- 形成板条马氏体。 Ms点低 ---- 形成片状马氏体。
C%↑ → Ms ↓ 板条M → 板条M+片状M →片状M 位错M → 孪晶M
上海应用技术学院 材料工程系
31
（2）奥氏体与马氏体的强度
上海应用技术学院 材料工程系
33
随着形成温度的下降，孪生的临界分切应力 较低，变形方式逐渐过渡为以孪生进行，形成 亚结构为孪晶的片状马氏体。
若奥氏体的σS低于206MPa，应力在奥氏体
中以滑移方式松弛。由于形成的马氏体强度较 高，应力在马氏体中只能以孪生方式松弛，则 形成惯习面为 (225)γ的片状马氏体。
上海应用技术学院 材料工程系
43
§4.4.3 应变诱发马氏体
在Ms点以上一定温度范围内，因塑 性变形而促生的马氏体称为应变诱发 马氏体。
塑性变形能促生马氏体的最高温度 称为Md 点，高于此温度的塑性变形将 不会产生应变诱发马氏体。
上海应用技术学院 材料工程系
44
在Ms~Md之间对奥氏体进行塑性变形， 为向马氏体转变提供了机械驱动力，从
而使相变可以在较高的温度发生，即相
当于升Leabharlann Baidu了Ms温度。
在Ms~Md温度范围的塑性变形度越大， 由形变诱发的马氏体量越大。但对未转 变的奥氏体，在随后的冷却过程中，马 氏体相变却受到了抑制（发生了机械稳 定化）。
上海应用技术学院 材料工程系
45
图4-20 应变诱发马氏体相变热力学条件
上海应用技术学院 材料工程系
第四章 马氏体相变
§4.1 马氏体的晶体结构
马氏体----碳在α-Fe 中的过饱和固溶体。 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。 体心正方点阵 bct ---- α’马氏体。
上海应用技术学院 材料工程系
1
图4-1 奥氏体的正八面体间隙 a) 马氏体的扁八面体间隙 b)
上海应用技术学院 材料工程系
7
（2）表面浮凸现象和不变平面应变
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
上海应用技术学院 材料工程系
8
图4-4 直线划痕的变形情况 （a）实验结果 （b）在界面处失去共格 （c）划痕扭曲
上海应用技术学院 材料工程系
9
② 惯习面和不变平面
马氏体往往在母相的一定晶面上开始形成，这 一定的晶面即称为惯习面。马氏体和母相的相界 面，中脊面都可能成为惯习面。
上海应用技术学院 材料工程系
13
5016’
图4-6 奥氏体 (111)面上马氏体的六种不同K-S取向
上海应用技术学院 材料工程系
14
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）。
呈孪晶关系的板条间就不存在这种残余奥氏 体薄膜。
上海应用技术学院 材料工程系
26
图4-13 （a）板条马氏体 （b）片状马氏体
上海应用技术学院 材料工程系
27
§4.3.2 片状马氏体
{225}γ或 {259}γ
在中、高碳钢， 高 镍 的 Fe-Ni 合 金 中出现，形成温 度较低。
图4-14 片状马氏体示意图
上海应用技术学院 材料工程系
3
图4-2 点阵常数与碳含量的关系
上海应用技术学院 材料工程系
4
马氏体的正方度
c/a = 1 + 0.046 P
（4-2）
碳原子在马氏体点阵中的分布：
碳原子发生有序分布，80%优先占据c轴方向 的八面体间隙位置，20%占据其它两个方向 的八面体间隙位置，此时出现（4-2）式的正 方度。
通常采用不完全加热淬火（在Ac1稍 上加热，保留一定量未溶渗碳体颗 粒），获得隐晶马氏体+渗碳体颗粒的 混合组织。
隐晶马氏体极细，光学显微镜较难 分辨。
上海应用技术学院 材料工程系
37
§4.4 马氏体相变热力学 §4.4.1 相变驱动力
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
温度
图4-19 奥氏体与马氏体的自由能-温度曲线示意图
上海应用技术学院 材料工程系
42
（2）其它因素对Ms 点的影响
① 奥氏体的晶粒大小 奥氏体晶粒细化 → Ms ↓ 晶粒细化 → σs ↑→ 切变阻力↑ → Ms ↓
② 弹性极限以内的应力 多向压应力阻碍马氏体转变，→ Ms ↓ 拉应力促进马氏体转变，→ Ms ↑
上海应用技术学院 材料工程系
2
马氏体点阵常数和碳含量的关系
c、a、及 正方度 c/a 与钢中碳含量成线性关系：
c = a0 + αP a = a0 - βP c/a = 1 + γP
（4-1）
其中： a0 = 2.861Å （α-Fe点阵常数） α、β、γ 为常数
P ---- 马氏体的含碳量（wt%）
MS 点以下，无需孕育， 转变立即开始，且以极大
速度进行，但很快停止，
不能进行到终了，需进一 步降温。
图4-10 转变量-时间关系
上海应用技术学院 材料工程系
21
在 Mf 点 以 下 ， 虽 然转变量未达到
100%，但转变已不
能进行。
如Mf点低于室温 ， 则淬火到室温将保
留相当数量的未转
变奥氏体，称为残 余奥氏体。
上海应用技术学院 材料工程系
12
（3）马氏体和奥氏体具有一定的位向关系
相变以共格切变方式进行所至。 ① K-S 关系：
{111}γ∥{110}M ; <110>γ∥<111>M 由于3个奥氏体<110>γ方向上(每个方向上有2
种马氏体取向)可能有6种不同的马氏体取向, 而奥氏体的 {111}γ 晶面族中又有4种晶面， 从而马氏体共有24种取向（变体）。
上海应用技术学院 材料工程系
29
惯习面：随形成温度的下降，由{225}γ变为 {259}γ，位向关系由K-S关系变为西山关系。
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。
马氏体片互成交角，后形成的马氏体片对 先形成的马氏体片有撞击作用，接触处产生 显微裂纹。
上海应用技术学院 材料工程系
5
新生马氏体的异常正方度
定义： c/a 值低于或高于（4-2）式的正方度。 原因： 主要由于碳原子在 x，y，z 三个方向 的分布发生了改变。
上海应用技术学院 材料工程系
6
§4.2 马氏体相变的主要特征
（1）马氏体相变的无扩散性
钢中马氏体相变时无成分变化，仅发生点 阵改组。 可以在很低的温度范围内进行，并且相变 速度极快。 原子以切变方式移动，相邻原子的相对位 移不超过原子间距，近邻关系不变。
上海应用技术学院 材料工程系
17
图4-8-1 K-S关系和西山关系的比较
上海应用技术学院 材料工程系
18
5016’
图4-8-2 K-S关系和西山关系的比较
上海应用技术学院 材料工程系
19
图4-9 K-S关系和西山关系的比较
上海应用技术学院 材料工程系
20
（4）马氏体相变的变温性
MS----马氏体相变开始点。 Mf ----马氏体相变终了点。
每个惯习面上可能有六种不同的取向，板条束 内具有相同取向的小块称为板条块，常常呈现为 黑白相间的块。
上海应用技术学院 材料工程系
25
板条马氏体的亚结构为高密度位错，所以板 条马氏体也称为位错马氏体 。
不呈孪晶关系的板条间存在一层残余奥氏体 簿膜，这种微量的残余奥氏体对板条马氏体的 韧性贡献很大。
图4-11 转变量-温度关系
上海应用技术学院 材料工程系
22
（5）马氏体相变的可逆性
A↔M
Ms , Mf ; As , Af ; As > Ms
钢中马氏体加热时，容易发生回火分解， 从马氏体中析出碳化物。
Fe-0.8%C钢以5000℃/S快速加热，抑制回 火转变，则在590～600℃发生逆转变。
（临界驱动力）时的温 度。
图4-17 无扩散相变 γ→α’的T0温度
上海应用技术学院 材料工程系
39
§4.4.2 影响钢的Ms 点的因素
（1）奥氏体的化学成分
① 碳含量 C% ↑ → Ms ↓，Mf ↓
A3
无扩散 转变
上海应用技术学院 材料工程系
图4-18 Ms 与碳含量关系
40
② 合金元素
除 Co、Al外，其它合金元素均降低Ms 点。