低碳马氏体造句(材料组织史话丨马氏体为什么叫马氏体？)

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本文导读目录：

1、低碳马氏体造句

2、材料组织史话丨马氏体为什么叫马氏体？

3、马氏体的性能

低碳马氏体造句

　　2、为适应变截面汽车板簧用材所需，研制了一种低碳马氏体型簧钢。

　　4、微观组织观察表明，在锻造或高温轧制状态下获得了以低碳马氏体为主，含少量贝氏体和残余奥氏体的复合组织。

材料组织史话丨马氏体为什么叫马氏体？

　　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。

　　1895年法国人奥斯蒙（F.Osmond）为纪念德国冶金学家马滕斯（A.□artens），把这种组织命名为马氏体(□artensite)。

　　人们最早只把钢中由奥氏体转变为马氏体的相变称为马氏体相变。

　　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-□n、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（见固态相变）。

　　热效应和体积效应，相变过程是形核和长大的过程。

　　但核心如何形成，又如何长大，目前尚无完整的模型。

　　马氏体长大速率一般较大，有的甚至高达10□cm□s□。

　　人们推想母相中的晶体缺陷（如位错）的组态对马氏体形核具有影响，但目前实验技术还无法观察到相界面上位错的组态，因此对马氏体相变的过程，尚不能窥其全貌。

　　马氏体的惯习（析）面马氏体相变时在一定的母相面上形成新相马氏体，这个面称为惯习（析）面，它往往不是简单的指数面，如镍钢中马氏体在奥氏体()的{135}上最先形成（图7Fe-25Ni-0.3V-0.3C钢中的马氏体及其周围的奥氏体）。

　　为了部分地减低这种应变能，会发生辅助的变形，使界面改变如图7Fe-25Ni-0.3V-0.3C钢中的马氏体及其周围的奥氏体中由{135}变为{224}面。

　　图7Fe-25Ni-0.3V-0.3C钢中的马氏体及其周围的奥氏体中马氏体呈透镜状，它具有中脊面，是孪晶密度很高的面，即{135}□面，这些马氏体内部的孪晶是马氏体内的亚结构。

　　在铁基合金的马氏体中存在孪晶或（和）位错，在非铁合金中一般存在孪晶或层错。

　　由图7Fe-25Ni-0.3V－0.3C钢中的马氏体及其周围的奥氏体还可见到：在马氏体周围的母相（奥氏体）中形成密度很高的位错，这是在马氏体相变时，母相发生协作形变而形成的。

马氏体的性能

　　钢中马氏体最重要的特性就是高硬度和高强度，其硬度随碳含量增加而升高，如图1中曲线3所示。

　　当碳含量达0.6%时，淬火钢的硬度(图1中曲线1和曲线2)接近最大值。

　　但当碳含量进一步增加时，虽然马氏体的硬度会有所提高，但由于残余奥氏体量增加，使淬火钢的硬度反而下降。

　　当加热温度介于Ac3(或Accm)和Ac1之间时，残余奥氏体量减少，其对淬火钢硬度的影响也减小，导致淬火钢的硬度随碳含量的变化不大(图1中曲线2)。

　　马氏体相变的切变特性造成了在马氏体晶体内产生大量的微观缺陷(如位错、孪晶及层错等等)，使马氏体强化，称为相变强化。

　　由于马氏体中的过饱和碳原子极易从马氏体晶体中析出而引起时效强化，所以曾专门设计了一系列Ms点极低且碳含量不同的Fe-Ni-C合金，以保证马氏体相变能在C原子不可能发生时效析出的低温下进行。

　　图2Fe-Ni-C合金马氏体在0℃时的屈服强度0.6与碳含量的关系。

　　为什么C原子的固溶强化效应在马氏体中如此强烈，而在奥氏体中却不大。

　　应当指出，上述用Ms点极低的Fe-Ni-C合金所得的是孪晶马氏体，其中也包含了孪晶对马氏体的强化作用。

　　对于位错型马氏体没有这部分强化作用，故其强度略低。

　　因此，对于在-60℃以上形成的含碳马氏体都可能发生时效强化，即所谓的马氏体自回火后在0℃停留时效3小时，马氏体的屈服强度就有了进一步的提高，碳含量越高，时效强化效果就越显著。

　　故当碳含量大于0.4%时C原子可以通过时效强化对马氏体的强度做出贡献。

　　可见，当残余变形量很小时(0.02%)，屈服强度0.02几乎与碳含量无关，并且很低。

　　可是，当残余变形量为2%时，屈服强度2却随碳含量增加而急剧增大。

　　图4碳含量对Fe-C合金马氏体硬度的影响。

　　碳含量大于0.3%的马氏体，其亚结构中孪晶量增多，所以除了碳原子的固溶强化以外还附加有孪晶对强度的贡献。

　　可见，随马氏体中碳含量的增高，碳原子钉扎位错的固溶强化作用增大，如图中直线所示，小于0.3%C为实测值，0.3%C以上为引伸值(虚线)。

　　随马氏体中碳含量增高，孪晶相对量增大，影线区表示孪晶对马氏体强化的贡献。

　　当碳含量大于0.8%时，硬度不再上升，这是由于残余奥氏体增多的影响。

　　6原始奥氏体晶粒大小和马氏体板条群大小对马氏体强度的影响。

　　所以一般钢中以细化奥氏体晶粒方法来提高马氏体强度的作用并不大。

　　尤其对硬度很高的钢，奥氏体晶粒大小对马氏体强度的影响更不明显。

　　只有在一些特殊热处理中(如形变热处理或超细化处理)，将奥氏体晶粒细化至15级或更高时，才能期望使马氏体的强度提高约500MPa。

　　一般而言，我们都知道影响马氏体的主要因素是“材料的碳含量”，对于其他因素如果不深究的话，也很容易遗漏。

　　那么通过本期文章的介绍，相信大家对影响马氏体硬度和强度的几个因素有了进一步的了解。

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