近几年马氏体相变研究的进展

综合整理了近年来马氏体相变试验研究的新成果.认为马氏体相变切变过程缺乏热力学可能性.指出马氏体在晶界、相界面、位错等缺陷处形核,并非共格切变过程.发现板条状马氏体、片状马氏体中均存在堆垛层错亚结构；高密度位错、孪晶、堆垛层错亚结构的形成并非切变所致；马氏体形貌的演化系应变能起主导作用,与切变无关；马氏体表面浮凸是相变比...     

板条状马氏体的亚结构及形成机制

研究马氏体亚结构及形成机制具有重要理论意义和应用价值.应用35CrMo等材料,淬火为马氏体组织,采用JEM-2100电镜观察马氏体形貌和亚结构,发现35CrMo钢马氏体为板条状,亚结构除了高密度缠结位错外,还有高密度层错.结合2Cr13、Fe-15 Ni-0.6C合金试样的浮凸试验,应用隧道扫描显微镜观察表面马氏体浮雕形貌,测定浮凸的微细尺寸.综合上述试验结果,分析位错、层错形成机制.发现浮凸效应中没有出现位错滑移迹象,认为切变模型不能解释高密度位错和层错的形成.最后应用马氏体相变新机制分析了高密度缠结位错、精细层错的形成.     

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。     

P91钢马氏体相变过程的直接观察

应用激光共聚焦显微镜+高温热台+录像装置等设备对P91钢的过冷奥氏体的马氏体相变的动态过程进行直接观察。结果表明,P91钢马氏体在晶界、晶内形核,也可激发形核长大;P91钢淬火得到板条状马氏体,其亚结构为高密度位错+孪晶,马氏体片表面光滑,无应变痕迹,说明马氏体相变不是切变过程。P91钢马氏体片生长速度较快,形成一片马氏体的时间小于4×10-2s,马氏体片平均生长线速度大于0.16 cm/s。     

Fe-32%Ni合金超细晶粒奥氏体的马氏体相变微观结构研究

通过多轴锻造的方法实现了Fe-32%Ni合金奥氏体晶粒超细化,并进行深冷处理使之发生马氏体相变.采用透射电镜(TEM)观察了超细晶粒Fe-32%Ni合金奥氏体相变后马氏体的微观结构.结果表明,超细晶粒奥氏体相变后的马氏体片变得不再完整,部分马氏体片边缘变得弯曲,部分马氏体发生了中脊断裂现象;观察马氏体片的亚结构表明,有些马氏体片的亚结构是孪晶与高密度位错共存,有些马氏体片的亚结构转变为高密度位错.分析认为强变形马氏体特殊亚结构的生成是由于奥氏体组织细化大大提高了母相强度,加大了相变切变阻力和强变形奥氏体母相中大量位错的引入破坏了母相晶格原子排列的空间规律性等原因造成的.     

高碳钢中马氏体形貌及其结构

研究了含C量1.6%超高碳钢不同淬火条件下马氏体的形貌及其亚结构.结果表明,超高碳钢淬火组织随奥氏体化温度变化而发生显著变化.奥氏体化温度较高时形成粗大孪晶马氏体;奥氏体化温度较低时淬火组织为位错亚结构的板条马氏体、枣核状马氏体和少量孪晶马氏体,以及未溶碳化物.高分辨电镜观察表明,三维形态像枣核状的马氏体的亚结构为高密度位错.这是由于奥氏体化时碳化物分解比铁索体向奥氏体转变慢;碳化物分解过程中在碳化物原位形成位错堆积;淬火时马氏体优先在位错堆积处形核,并以位错滑移机制长大、增厚,最终形成板条马氏体或枣核状马氏体.     

马氏体组织形貌形成机理

研究马氏体组织形貌形成机理具有重要的理论意义和工程价值。马氏体的形貌复杂,有板条状、片状、蝶状、薄片状、针状、"透镜"片状、隐晶状等;以往以切变机制衍生的各类学说解释马氏体组织形貌的成因,均不正确。实验研究表明,奥氏体→马氏体相变时的体积应变能是影响马氏体组织形貌的主要原因。马氏体的形核-长大是按照能量消耗最小的途径进行的,沿着应变能最小的晶向、晶面长大,形成不同的马氏体组织形貌。隐晶马氏体也是条片状,其形成与奥氏体晶粒内的成分不均匀性有关。     

马氏体相变研究的最新进展(六)

正5马氏体相变的切变机制及其误区1924年Bain提出了马氏体相变机制的第一个模型,为压缩应变模型。1930年提出第1个切变模型,在以后的40余年中提出了一系列切变模型,由于每个模型均难以与实际符合,不断修改或"完善",到70年代共提出了8个晶体学切变模型。但最终所有的切变模型均与实际不符。马氏体相变的形核长大、马氏体形貌、缠结位错、精细孪晶、微细层错、     

马氏体相变研究的最新进展(二)

正2马氏体组织形貌和物理本质马氏体虽为单相组织,但其组织形貌和亚结构却很复杂。20世纪后进行了大量的观测和研究,尤其是60年代初,应用电子显微分析技术清楚地观察了马氏体的组织形态和精细亚结构,证实马氏体内部存在高密度位错组态、精细孪晶、层错等亚结构。低碳钢(0.3%C)淬火后得板条状马氏体;高     

三评马氏体相变的切变机制

从热力学、晶体学、表面浮凸等方面逐一对切变机制进行了理论探讨及试验观察分析,从多角度、多方面综合分析了马氏体切变机制存在的缺陷。研究发现马氏体相变的切变机制缺陷:①各种晶体学切变模型的切变过程需要极大的切变能量,在208~320 kJ/mo之l间,为相变驱动力所不及。切变机制的相变阻力太大,约2.335 kJ/mol,相变驱动力难以克服相变阻力完成切变过程;②各种晶体学切变模型均与实际不符;③表面浮凸是试样表面的过冷奥氏体转变产物的一种普遍表象,马氏体表面浮凸跟珠光体、贝氏体的浮凸比较,没有特殊之处,呈帐篷形,不具备切变特征。表面预先划痕在马氏体形成后出现断裂、弯曲,并非连续的折线,呈非N形。马氏体切变机制应予摈弃,建立马氏体相变新机制。     

钢中相变的自组织

为深入探讨材料科学理论，研究钢中的相变机制，应用科技哲学的观点分析论述了钢的系统自组织特性，认为钢中的相变具有自组织功能和非线性相互作用。分析了钢在珠光体分解，马氏体转变，贝氏体转变等相变机理，组织形态等方面的自组织及其复杂性，认为相变控制一元化，组织形貌多元化，共析分解是个自组织过程，具有铁素体和渗碳体互为领先相的整合机制，马氏体相变首先产生“准马氏体”形式的结构涨落，通过位错或层错的运动，迅速放大这种涨落，使得原结构失稳，建构一种新结构，即马氏体晶体结构；以孪生切变完成马氏体相变，应当有孪生涨落，放大这种涨落，则以孪晶构成马氏体晶核。贝氏体转变在孕育期内，通过落涨必然形成贫碳区和富碳区；上贝氏体和下贝氏体有不同的转变机制，当然也有各自的转变动力学曲线，实际上各种组织的形貌都是形形色色的。     

马氏体转变（一）

马氏体转变是一种切变型的,无成份改变的,无扩散的和无热激活的位移型相变。马氏体是应用于物理冶金上表示无扩散相变产物的通称。在铁基材料、有色金属材料和一些非金属晶体材料中都会发生马氏体转变。马氏体转变是许多重要工程材料进行强化的极其重要手段,因而受到极大的重视。马氏体转变的研究进展很快。本文吸取近一二十年来国内外的研究成果从其相变特征、形态、热力学、动力学、晶体学、性能和有色金属、陶瓷材料、形状记忆合金中的马氏体相变诸方面加以叙述,以期人们有较深刻的认识和了解。     

THE LIMITATION OF MATANSITIC INVARIANT HABIT PLANE AND MARTENSITE MORPHOLOGY

ＴＨＥＬＩＭＩＴＡＴＩＯＮＯＦＭＡＴＡＮＳＩＴＩＣＩＮＶＡＲＩＡＮＴＨＡＢＩＴＰＬＡＮＥＡＮＤＭＡＲＴＥＮＳＩＴＥＭＯＲＰＨＯＬＯＧＹ￥Ｎ．Ｊ．Ｇｕ，Ｈ．Ｆ．Ｐｅｎｇ，Ｘ．ＹＳｏｎｇ，Ｆ．Ｘ．ＹｉｎａｎｄＥ．Ｘ．Ｗａｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａ...     

马氏体转变(一)

马氏体转变是一种切变型的,无成份改变的,无扩散的和无热激活的位移型相变.马氏体是应用于物理冶金上表示无扩散相变产物的通称.在铁基材料、有色金属材料和一些非金属晶体材料中都会发生马氏体转变.马氏体转变是许多重要工程材料进行强化的极其重要手段,因而受到极大的重视.马氏体转变的研究进展很快.本文吸取近一二十年来国内外的研究成...     

马氏体相变研究的最新进展（一）

马氏体相变已研究一个世纪,但没有形成系统成熟理论。近年来,国内一些学者开展了马氏体组织形态、转变机制的新观察,新探讨,批驳了被认为是成熟“理论”的切变机制,提出了新理论。本讲座主要讲述马氏体相变组织学、晶体学、热力学、动力学以及形核一长大等方面新的研究成果,也包括从实验上、理论上对错误的定义、观点、学说的修正。     

TRANSFORMATION HYSTERESIS AND STABILITY OF STRAIN MARTENSITE IN A Ni_(47)Ti_(44)Nb_9 ALLOY

The transformation hysteresis and stability of strain martensite in Ni_(47)Ti_(44)Nb_ alloy have been studied by means of tensile tests at various temperatures and electrical resistance measurements as well as TEM observations.It was shown that there is a characteristic deformation temperature and a strain range,in which the critical yield stress for stress-in- duced transformation acquires optimum matching with the yield strength of the β-Nb parti- cles.In this case,deformatian can effectively increase the transformation hysteresis,while the strain recovery ratio remains usefully high.The martensite with irreguldar fine.twin substructure and martensite containing some dislocations as well as martensite intersected by the β-Nb particles possess high stability.     

A novel B19′ martensite in nickel titanium shape memory alloys

A new type of the B19′ (monoclinic) Ni–Ti martensite—one which is internally twinned by the (0 0 1)_m compound twinning mode, has been found in thermally cycled Ni–Ti shape memory alloys. This is an unexpected and remarkable martensite type on account of the fact that the (0 0 1)_m compound twinning mode does not qualify to occur as the fine structure in the B2–B19′ martensite transformation. On the basis of the good concurrence of the observed crystallographic parameters with those predicted by the phenomenological theory of martensite transformations, it has been determined that this martensite is a product of the R phase-B19′ martensite transformation. However, the (0 0 1)_m compound twinning mode can qualify to occur as the lattice invariant shear (LIS) only when the rhombohedral angle of the R phase is less than the critical value of 86.2°. The preference of this twinning mode as the LIS to the [0 1 1]_m Type II twinning mode, which is the normally observed substructure of the Ni–Ti martensites, has been rationalized to be due to the closer proximity of the orientation relationships to the lattice correspondence and the lower magnitudes of twinning shear, shape strain shear, twin interface energy and nucleation strain energy.