钢的热处理--过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能3

㈢ 马氏体转变当奥氏体过冷到Ms 以下将转变为马氏体类型组织。马氏体转变是强化钢的重要途径之一。
 1、马氏体的晶体结构碳在α-Fe中的过饱和固溶体称马氏体,用符号M 表示。马氏体转变时，奥氏体中的碳全部保留到马氏体中。 

马氏体具有体心正方晶格（a=b≠c）轴比c/a 称马氏体的正方度。 C% 越高，正方度越大，正方畸变越严重。当＜0.25%C时，c/a=1，此时马氏体为体心立方晶格。 


2、马氏体的形态 马氏体的形态分板条和针状两类。
 ⑴ 板条马氏体 立体形态为细长的扁棒状 在光镜下板条马氏体为一束束的细条组织。 
每束内条与条之间尺寸大致相同并呈平行排列，一个奥氏体晶粒内可形成几个取向不同的马氏体束。在电镜下，板条内的亚结构主要是高密度的位错，=1012/cm2，又称位错马氏体。 

⑵ 针状马氏体 立体形态为双凸透镜形的片状。显微组织为针状。 在电镜下，亚结构主要是孪晶，又称孪晶马氏体。 
⑶ 马氏体的形态主要取决于其含碳量 C%小于0.2%时，组织几乎全部是板条马氏体。 C%大于1.0%C时则几乎全部是针状马氏体。 C%在0.2~1.0%之间为板条与针状的混合组织。 
先形成的马氏体片横贯整个奥氏体晶粒，但不能穿过晶界和孪晶界。后形成的马氏体片不能穿过先形成的马氏体片，所以越是后形成的马氏体片越细小。 
原始奥氏体晶粒细，转变后的马氏体片也细。当最大马氏体片细到光镜下无法分辨时，这种马氏体称隐晶马氏体。 
3、马氏体的性能高硬度是马氏体组织性能的主要特点。马氏体的硬度主要取决于其含碳量。 含碳量增加，其硬度增加。 
当含碳量大于0.6%时，其硬度趋于平缓。合金元素对马氏体硬度的影响不大。 
马氏体强化的主要原因是过饱和碳引起的固溶强化。此外，马氏体转变产生的组织细化也有强化作用。 马氏体的塑性和韧性主要取决于其亚结构的形式。针状马氏体脆性大，板条马氏体具有较好的塑性和韧性。 
4、马氏体转变的特点马氏体转变也是形核和长大的过程。其主要特点是：
 ⑴ 非扩散性 
铁和碳原子都不扩散，因而马氏体的含碳量与奥氏体的含碳量相同。 
⑵ 共格切变性 由于没有扩散，晶格的转变是以切变的机制进行的。切变还使切变部分的形状和体积发生变化，引起相邻奥氏体随之变形，在预先抛光的表面上产生浮凸现象。 
⑶降温形成 马氏体转变开始的温度称上马氏体点，用Ms 表示。 
马氏体转变终了温度称下马氏体点，用Mf 表示. 只要温度达到Ms 以下即发生马氏体转变。在Ms 以下，随温度下降，转变量增加，冷却中断，转变停止。 
⑷高速长大 马氏体形成速度极快，瞬间形核，瞬间长大。 当一片马氏体形成时，可能因撞击作用使已形成的马氏体产生裂纹。
 ⑸ 转变不完全 即使冷却到Mf 点，也 不可能获得100%的马 氏体，总有部分奥氏体未能转变而残留下来，称残余奥氏体，用A’ 或’ 表示。 
Ms、Mf 与冷速无关，主要取决于奥氏体中的合金元素含量（包括碳含量）。马氏体转变后，A’ 量随含碳量的增加而增加，当含碳量达0.5%后，A’量才显著。

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