Cu－Zn－Al合金中马氏体和贝氏体浮突的原子力显微镜研究

首次采用原子力显微镜（ＡＦＭ）对Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中的马氏体浮突和贝氏体浮突进行了定量观测。在此基础上，将ＡＦＭ的测量结果与马氏体相变表象理论（ＰＴＭＣ）进行了对比，发现马氏体浮突角与ＰＴＭＣ理论相符合，而贝氏体浮突角与ＰＴＭＣ理论不符合，说明贝氏体相变机制与马氏体不同，不可能是切变机制；同时发现贝氏体浮突是一组贝氏体亚单元所造成的浮突组成的浮突群     

贝氏体和马氏体浮突的扫描隧道显微镜研究

本文首次用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）研究了Ｆｅ－Ｃ－Ｃｒ钢中贝氏体和马氏体浮突的形态，利用ＳＴＭ所独具的优异的纵向分辨率，发现贝氏体浮突实际上是贝氏体的亚片条，亚单元及超亚单元造成的表面浮突所组成的浮突群，完全不符合马氏体浮突的不变平面应变特征，说明了贝氏体相变不可能按切变机制进行。     

Cu—Zn—Al合金贝氏体及马氏体表面浮突的扫描隧道显微镜研究

首次用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）观察了ＣｕＺｎＡｌ合金的贝氏体和马氏体表面浮突，发现贝氏体浮突是由许多亚单元组成的浮突群，单个亚单元浮突呈“Ｖ”型，不同于马氏体相变不变平面应变的“Ｎ”型浮突，从而说明贝氏体不可能切变形成。同时在实验结果的基础上，提出了贝氏体激发形核－台阶生长的形成机制     

扫描隧道显微镜研究Cu—Zn—Al合金中贝氏体及其浮突

用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）在大气中研究了Ｃｕ－２７．２Ｚｎ－４．７Ａｌ合金中贝氏体的精细结构及浮突形态。在浮突和腐蚀后的组织上都发现，Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中的贝氏体确是由亚片条和亚单元所组成。进而为贝氏体相变机制的深入研究提供了重要实验基础，在此基础上给出了Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中贝氏体的结构模型。     

贝氏体和马氏体相变及应用的研究

系统总结了清华大学相变及复相新材料研究组近年来在贝氏体相变领域关键性的最新研究成果，包括三维巨型及纳米台阶存在的客观性和普遍性、台阶阶面的可动性、贝氏体片条的内部超精细结构、贝氏体浮突的特征及本质、贝氏体碳化物的来源及形成模型、马氏体浮突的扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）及原子力显微镜（ＡＦＭ）研究；进一步论述贝氏体相变的激发形核－台阶长大（ＳＮＬＧ）机制，并用ＳＮＬＧ机制解释了贝氏体的多层次复杂亚结构；同时，还论述了空冷贝氏体／马氏体复相钢的工业应用。     

扫描隧道显微镜研究Cu－Zn－Al合金中贝氏体及其浮突

用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）在大气中研究了Ｃｕ－２７．２Ｚｎ－４．７Ａｌ合金中贝氏体的精细结构及浮突形态。在浮突和腐蚀后的组织上都发现，Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中的贝氏体确是由亚片条和亚单元所组成，进而为贝氏体相变机制的深入研究提供了重要实验基础。在此基础上给出了Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中贝氏体的结构模型。     

马氏体与贝氏体组织GC—4超高强度钢的腐蚀疲劳裂纹扩展

本文研究了马氏体组织与贝氏体组织４０ＣｒＭｎＳｉＭｏＶＡ（ＧＣ－４）超高强度钢的腐蚀疲劳（ＣＦ）裂纹扩展特性及机理。结果表明，不显微组织状态下，ＧＣ－４钢在３．５ＮａＣｌ溶液中的ＣＦ裂纹扩展曲线上，都出现了类似于应力腐蚀的平台区，而且马氏体组织ＧＣ－４钢的平台区裂纹扩展速度远大于贝氏体组织。断口分析与理论研究表明，氢脆在ＧＣ－４钢的腐蚀疲劳中起重要作用。     

马氏体相变切变机制的实验验证——兼评刘宗昌教授马氏体相变的非切变机制

马氏体相变是无扩散的位移型相变,对于一个给定的材料,由切变产生的表面浮突是马氏体相变的主要特征之一,它对应唯一的切变角。因此,通过实验确定的切变角与马氏体晶体学表象理论（PTMC）预测的理论切变角进行对比,可以验证马氏体相变的切变机制。本文列举了几个例子来验证马氏体相变的切变机制。在这些例子中,首先原子力显微镜被用于精确测定马氏体相变的浮突角,然后基于表面浮突角计算出相变切变角,最后将计算的相变切变角与PTMC预测的理论切变角进行比较,由此验证马氏体相变切变机制的正确性。本文所举例子足以否定刘宗昌教授的马氏体相变切变机制缺乏实验依据的观点和马氏体相变非切变机制的结论。     

Fe—C—Si—Mn合金中贝氏体表面浮突的精细结构

用扫描隧道显微镜对Ｆｅ－Ｃ－Ｓｉ－Ｍｎ合金中的下贝氏体浮突进行了观察研究。发现用透射显微镜观察到的最小结构单元－－亚单元是由更小的超亚单元组成的。超亚单元的浮突为“帐篷”型,而非不变平观应变型,表明它不是切变形成;超亚单元的浮突高度为６０－１４０ｎｍ,最大形状变型量约为０．２３,贝氏体的多层次结构以及合金元素Ｃ和Ｓｉ对它的影响可用激发形核－台阶生长机制来解释。     

Fe—Mn—Cr高碳四元合金马氏体相变热力学计算

选取三种热力学模型（规则溶液，ＬＦＧ，ＫＲＣ模型）计算了Ｆｅ－Ｍｎ－Ｃｒ高碳四元合金的马氏体相变驱动力和Ｍ温度，ＫＲＣ模型计算结果与实测值最为接近，ＬＦＧ模型计算结果和实验值相差较大。     

贝氏体巨型台阶和界面结构

使用ＴＥＭ和ＨＲＥＭ分别对贝氏体铁素体和Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金贝氏体台阶形貌和界面结构进行了观察。钢中贝氏体铁素体和Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金贝氏体宽面上存有单台阶、多台阶、系列台阶和三维台阶。贝氏体铁素体台阶高度为６～１６０ｎｍ，相当于｛１１１｝晶面１０００个原子层厚度。Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金台阶高度为几个至几十个纳米。贝氏体铁素体有与马氏体不同的丰富的精细结构。贝氏体铁素体和Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中有丰富的台阶和巨型台阶。文中讨论了贝氏体的相变机制。     

Fe-0.3C-3Mn-2Ni-2Si中贝氏体表面浮突效应的原子力显微镜研究

利用原子力显微镜(AFM)对Fe-0.3C-3Mn-2Ni-2Si(质量分数,％)合金中315℃等温贝氏体相变的表面浮突效应及相应区域的微观组织进行了对比观察.结果表明,伴随贝氏体相变的帐篷型表面浮突效应完全是新相长大过程中的形状应变所引起;贝氏体铁素体最小结构单元的表面浮突为帐篷型,不同于单倾型马氏体浮突,不可能以切变方式形成,它的两浮突角在8-10°之间.扩散台阶机制可以解释上述现象.     

Cu—27Zn—4Al SMA马氏体相变晶体学及其存在织构的应用

用Ｋａｊｉｗａｒｅ简化处理方法计算了Ｃｕ－２７Ｚｎ－４Ａｌ（％）形状记忆合金（ＳＭＡ）马氏体相变的晶体学参数，并用该方法研究其存在织构的转变规律。理论估算的织构取向与实验结果在主要取向方面相吻合。     

贝氏体相变简介

钢、有色合金和一些陶瓷材料中都存在贝氏体相变。贝氏体钢正成为有益的工程材料。总结评述切变学派和扩散学派作者们以形貌、动力学或晶体学对贝氏体相变机制所持的论点。钢中贝氏体相变以过饱和铁素体开始形成之说迄未得到支持。一些实验已发现替代（置换）型合金元素在相界面上的偏聚，并以此所呈现的拖曳效应说明相变的不完全现象，切变学者以切变机制来解释这个现象，但此现象不是钢中贝氏体相变的普遍情况。贝氏体形成时呈现帐篷形浮突，不具不变平面应变特征；有时马氏体相变晶体学表象理论能近似地应用于贝氏体相变晶体学，但不能以此来判定其相变机制为扩散或切变。溶质拖曳效应以及高分辨电镜对相界面结构实验、热力学研究、磁场和应力场对贝氏体相变影响以及一些预相变现象都确证贝氏体相变籍扩散机制进行。本文作者定义贝氏体为：在Ms温度以上，经扩散相变的产物，多呈片状，形成时会在自由表面上呈现帐篷形浮突。提出贝氏体相变机制进一步研究和应用的展望。     

Cu—Zn—Al合金初生态贝氏体的台阶普遍性

利用透电镜（ＴＥＭ）观察了三种不同成分的Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金在不同等温温度（２５０，３００，３５０℃）下形成的贝氏体的显微结构，结果发现，三种合金在不同温度形成的贝氏体初生态的宽面及端面均存在三维形态的台阶，但无层错来结构，表明台阶在Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金贝氏体中是普遍存在的，贝氏体的生长属扩散控制的台阶长大机制。     

原子力显微镜在马氏体相变浮突研究中的应用

用原子力显微镜在大气环境中对Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃ合金中的马氏体浮突进行了观察和定量测量。结果表明，原子力显微镜既可清楚地观察浮突形貌，又可定量测量其高度和形状变化，从而提出了一种研究相变浮突的新方法。     

团球状共晶体奥氏体-贝氏体钢抗冲击磨料磨损行为

采用ＴＥＭ，ＳＥＭ；电子探针和 ＭＤＬ－１０型动载磨料磨损实验机研究 Ｍｇ－Ｃｅ－ＡＩ复合变质团球状共晶体奥－贝钢（简称ＡＢＮＥ钢）复相组织的形成及抗冲击磨料磨损行为结果表明，钢中贝氏体组织由板条铁素体与残余奥氏体组成，团球状共晶体是（Ｆｅ， Ｍｎ）３Ｃ和奥氏体两相伪共晶组织 ＡＢＮＥ钢在中、低冲击工况下耐磨性优于奥－贝钢、奥－贝球铁、团球状碳化物中锰钢，其原因与国球状共晶体可有效地减轻磨料的侵入深度和阻碍微切削作用，以及磨损表面形成大量纳米晶粒和非晶态组织。在亚表层存在形变马氏体与形变贝氏体组织有关     

铁基合金马氏体的切变过程

根据铁合金中马氏体相变的Ｋ－Ｓ位向关系，提出了马氏体的形核长大相变位错模型，并推导出马氏体切变过程的数学表达式。这些表达式弥补了马氏体转变晶体学唯象理论（ＰＴＭＣ）的缺陷，对钢中马氏体亚结构（孪晶和位错）的形成提出了新的晶体学几何解释。     

Fe－Mn－Cr高碳四元合金马氏体相变热力学计算

选取三种热力学模型（规则溶液，ＬＦＧ，ＫＲＣ模型）计算了Ｆｅ－Ｍｎ－Ｃｒ高碳四元合金的马氏体相变驱动力和Ｍｓ温度。ＫＲＣ模型计算结果与实测值最为接近，ＬＦＧ模型计算结果和实测值相差较大。     

β1相非等温时效对Cu—Al—Ni—Mn—T…

研究了Ｃｕ－Ａｌ－Ｎｉ－Ｔｉ合金β１相非等温时效过程，在时效前期主要是ＤＯ３ 畴长大和畴内次近邻原子的高度有序化，它引起马氏体点升高。在时效后期，合金中发生了贝氏体转变，它使基体溶质原子富集，导致马氏体点下降，马氏体量减少。在更高的温度下，合金分解成平衡组织。贝氏体及其它析出物的阻碍作用使马氏体相变滞后增宽。