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【知识】一文看懂马氏体组织!

 材料科学网 2020-03-10

马氏体,英文名称:Martensite; 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)在一种硬矿物中发现。字母代号:M。


1、定义

碳在α-Fe中的过饱和固溶体。是奥氏体通过无扩散型相变转变而成的。马氏体通常是体心立方结构,而母相奥氏体则是面心立方结构,马氏体是由母相奥氏体转变而来的。因此它们之间存在特定的取向关系。

马氏体往往在母相的一定晶面上开始形成,称为惯习面。马氏体与母相保持切变共格,惯习面为不变平面。

2、马氏体的组织形态

(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。 惯习面为(111)γ,晶体学位向关系符合K-S关系。

(2)片状马氏体

在中、高碳钢,高镍的Fe-Ni合金中出现,形成温度较低,呈双凸透镜状。多数马氏体片中间有一条中脊面,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。

(3)其它类型的马氏体

①蝶状马氏体(人字形或角状马氏体):形成温度介于板条马氏体与片状马氏体之间,形态特征和性能也介于两者之间。

②薄板状马氏体:在Ms点低于-100℃的Fe-Ni-C合金中观察到的,是一种厚度约为3~10μm的薄板形马氏体,三维单元形貌很象方形薄板。

3、马氏体相变主要特征

4、马氏体中残奥的作用

 ①因本身较软,会降低淬火钢的硬度

 ②不稳定,易使零件产生变形开裂

 ③降低硬磁钢的磁感应强度

 ④可提高某些钢的韧性和塑性

5、马氏体性能特点

强度和硬度

 C%↑→ 硬度↑。  C > 0.6%以后,淬火钢硬度下降的原因主要是由于残余奥氏体量的增加。强化机制:①固溶强化,② 时效强化,③ 相变强化,④亚结构强化,⑤ 细晶强化。

塑性韧性

低碳位错型马氏体具有相当高的强度和良好的韧性。高碳孪晶型马氏体具有高的强度但韧性极差(原因:①亚结构为细小孪晶;② 容易产生显微裂纹)

物理性能

①马氏体的比容远大于奥氏体;钢在淬火时要发生体积膨胀,产生内应力、 变形、开裂。

②马氏体具有铁磁性。钢在淬火后,矫顽力升高,导磁率下降。马氏体的含碳量越高,矫顽力越高。

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