马氏体

马氏体（用M表示）

马氏体

1、马氏体通常是指碳在a-Fe中的过饱和固溶体。

2、钢中马氏体的硬度随碳含量的增加而提高。高碳马氏体硬度高而脆，低碳马氏体则有较高的韧性。马氏体在奥氏体转变产物中硬度最高。理论上来说，马氏体是通过钢进行淬火而直接形成的，含碳量越低，所需的过冷度就越大。所以当含碳量低到一定程度后，就不能够形成马氏体了。马氏体的正常显微状态是呈针状的。马氏体的特点是硬度高，韧性差。它也是钢材淬火后的基本组织，通过对马氏体进行回火，可得到其他不同的金相组织。所以马氏体在热处理中是极为重要的一章。

高碳马氏体硬而脆，韧性很低。硬度HB600-700。组织很不稳定，硬度很高，脆性很大，延伸率和断面收缩率几乎为零。板条马氏体（低碳马氏体）有较高的强度和良好的塑性、韧性，抗拉强度1200-1600MPa，延伸率10%，断面收缩率40%，冲击功为600KPa•m（可能为60J，需进一步验证）

钢中马氏体的形态很多，淬火钢中形成的马氏体形态主要与钢的含碳量有关.，但就其单元的形态特征和亚结构的特点来看有五种，即：板条马氏体、片状马氏体、蝶状马氏体、薄片状马氏体、薄板状马氏体。其中主要有两种类型,即板条状马氏体和片状马氏体最为常见。

4、钢的马氏体转变

当奥氏体的冷却速度大于VK,并过冷到MS以下时,就开始发生马氏体转变.。由于马氏体转变温度极低,过冷度很大,而且形成的速度很快,使奥氏体向马氏体的转变只发生r-Fe向

a-Fe的晶格改组,而没有铁,碳原子的扩散.所以马氏体的含碳量就是转变前奥氏体的含碳量,由于a-Fe中最大溶碳量为0.0218%,所以马氏体是碳在a-Fe中的过饱和间隙固溶体.。

：

马氏体转变温度：

马氏体转变温度

以下不在转变。。

内完成转变。。在低于Mz以下不在转变Ms-Mz（Ms=230°C，Mz=-50°C）内完成转变

板条马氏体：低碳钢中的马氏体组织是由许多成群的、相互平行排列的板条所组成，故5、板条马氏体

称为板条马氏体。板条状马氏体是低碳钢,马氏体时效钢,不锈钢等铁系合金形成的一种典型的马氏体组织,因其单元立体形状为板条状,故称板条状马氏体.。

板条马氏体的亚结构主要为高密度的位错，故又称为位错马氏体和低碳马氏体

板条马氏体（位错马氏体、低碳马氏体）：

1）形成板条马氏体的钢和合金：出现于低、中碳钢中，WC<0.3%；

2）板条马氏体的形成温度：MS>350℃；

3）板条马氏体的组织特征。

6、片状马氏体(针状)：在高碳钢中形成的马氏体完全是片状马氏体。在显微镜下观察时呈针状或竹叶状。片状马氏体内部的亚结构主要是孪晶。因此，片状马氏体又称为孪晶马氏体和高碳马氏体

高碳钢在正常温度淬火时,细小的奥氏体晶粒和碳化物都能使其获得细针状马氏体组织,这种组织在光学显微镜下无法分辨称为隐针马氏体.。

片状马氏体则常见于高,中碳钢,每个马氏体晶体的厚度与径向尺寸相比很小其断面形状呈针片状,故称片状马氏体或针状马氏体.

7、马氏体形态主要与钢的含碳量有关

1）一般当Wc<0.3%时,钢在马氏体形态同乎全为板条马氏体;

2）当Wc>1.0%时,则几乎全为片状马氏体;

3）当Wc=0.3%-1.0%时,为板条马氏体和片状马氏体的混合物,随含碳量的升高,淬火钢中板条马氏体的量下降,片状马氏体的量上升.

在金相显微镜下（放大倍数一般低于1000倍），马氏体可分为板条状马氏体和片状马氏体两类典型组织，一般淬火后为板条和片状马氏体的混合组织，或称介于二者之间的中间形态—枣核状马氏体（轴承行业上所谓的隐晶马氏体、结晶马氏体）.

8、金相

一个重要的规律是：奥氏体的晶粒越粗大，马氏体的片也越粗大

板条马氏体(低碳马氏体)

1）低碳钢及低碳合金钢淬火后得到板条马氏体组织，在一个原来奥氏体晶粒内形成几个马氏体块，一个马氏体块又由几个马氏体束所组成，一个马氏体束又包含有许多马氏体板条。在一个马氏体块内马氏体的板条几乎都是平行。

2）板条马氏体：在低、中碳钢及不锈钢中形成，由许多相互平行的板条组成一个板条束，一个奥氏体晶粒可转变成几个板条束（通常3到5个）。

3）板条状马氏体光学显微镜下的特征是：束状组织，每一束内有条，条与条间以小角度晶界分开，而束与束间有较大的夹角相交。

4）板条状马氏体光学显微镜下的特征是：束状组织，每一束内有条，条与条间以小角度晶界分开，而束与束间有较大的夹角

10000x

低碳马氏体（15钢淬火组织）20钢板条状马氏体

45钢中碳马氏体40Cr中碳M，部分M成排分布600x 片状马氏体(高碳马氏体)

1）高碳钢淬火得到呈针状、透镜状、竹叶状等片状马氏体，在一个奥氏体晶粒内第一片形成的马氏体较粗大，往往横贯整个奥氏体晶粒，将奥氏体加以分割，使以后形成的马氏体大小不断受到限制，因此片状马氏体的大小不一，分布无规律，有时按一定方位，呈

60°和120°等一定角度，或呈闪电状。

2）片状马氏体（针状马氏体）：常见于高、中碳钢及高ni的fe-ni合金中，针叶中有一条缝线将马氏体分为两半，由于方位不同可呈针状或块状，针与针呈120o角排列，高碳马氏体的针叶晶界清楚，细针状马氏体呈布纹状，称为隐晶马氏体。

3）片层状马氏体光学显微镜下的特征是：细针状或竹叶状，片与片之间以一定的夹角相交。一个重要的规律是：奥氏体的晶粒越粗大，马氏体的片也越粗大。

4）片层状马氏体光学显微镜下的特征是：细针状或竹叶状，片与片之间以一定的夹角相交。一个重要的规律是：奥氏体的晶粒越粗大，马氏体的片也越粗大

9、马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。

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。

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。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-Mn、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

2013年5月4日四川德阳