马氏体转变特征教学内容.ppt

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1、马氏体及其转变倪俊杰聊城大学材料科学与工程学院MartensiteandItsTransformation6-1主要内容6.1、马氏体概况6.2、马氏体转变特征6.3、马氏体转变机制6.4、马氏体转变热/动力学6.5、热弹性马氏体与形状记忆效应6.6、小结Chapter6MartensiteandItsTransformation晶体结构马氏体形态力学/物理性能6.1、马氏体概况Chapter6MartensiteandItsTransformation6-2稳定的奥氏体区过冷奥氏体区A向产物转变开始线A向产物转变终

2、止线A+转变区产物区A1～550℃;高温转变区;扩散型转变;P转变区。550～230℃;中温转变区;半扩散型转变;贝氏体(B)转变区;230～-50℃;低温转变区;非扩散型转变;马氏体(M)转变区。时间(s)300102103104101800100200500600700温度(℃)0400A1MsMf-1000Chapter6MartensiteandItsTransformation6-3马氏体的结构？？？晶体结构马氏体是碳在α－Fe中的过饱和固溶体，用符号M表示。AM（α’）fcc体心正方成分不变结构变化由于碳

3、的过饱和作用,使α–Fe晶格由体心立方变成体心正方晶格。致使马氏体具有体心正方晶格(a=b≠c)—C原子—Fe原子Chapter6MartensiteandItsTransformation6-4碳原子可能分布的位置：6-5Chapter6MartensiteandItsTransformationca碳择优分布在c轴方向上的八面体间隙位置。这使得c轴伸长，a轴缩短，晶体结构变为体心正方。轴比c/a——马氏体的正方度。6-6Chapter6MartensiteandItsTransformationC%越高，正方度越

4、大，正方畸变越严重。当＜0.20%C时，c/a=1，此时马氏体为体心立方晶格Chapter6MartensiteandItsTransformation6-7碳含量对正方度的影响c=a0+α·ρa=a0－β·ρc/a=1+γ·ρa=b=c立方结构a=b≠c正方结构a0——α－Fe的晶格常数ρ——M的含碳量α，β，γ——常数X射线结构分析测得含碳量与M点阵常数关系6-8Chapter6MartensiteandItsTransformationPSTA1温度(℃)MsV1P炉冷V2S空冷V3油冷V4M＋AR水冷VkPS

5、T实际生产连续冷却Mf板条状蝶状片状薄片状位错孪晶马氏体形态Chapter6MartensiteandItsTransformation6-9板条马氏体奥氏体晶粒内包含几个群，群内存在位向差时，会形成几个束.群和束都是由板条组成。群、束之间均为大角度晶界，板条之间为小角度晶界。Chapter6MartensiteandItsTransformation6-10alow-angleboundarylarge-angleboundariesLarge-&low-angleboundariesChapter6Martens

6、iteandItsTransformation6-11组织单元：群—束—板条取向关系：K-S,惯习面：{111}r光镜下马氏体束马氏体群马氏体群：同惯习面，形态上呈平行排列的板条集团马氏体束：同惯习面，同取向（晶面平行关系）的板条集团马氏体板条：马氏体的最基本单元(单晶体)，窄而细长。多数板条宽度0.1-0.2微米，长度小于10微米，板条间往往存在薄膜状(200nm)的残余奥氏体Chapter6MartensiteandItsTransformation6-12板条马氏体的亚结构主要为高密度的位错，位错形成位错网络(

7、缠结)，位错密度随含碳量增加而增大，常为(0.3～0.9)×1012㎝/cm3.故称位错马氏体。Chapter6MartensiteandItsTransformation6-13蝶状马氏体6-14特征：断面上两翼结合部分很象片状马氏体中脊，由此向两侧张成取向不同的马氏体。立体形状“V”形柱状，断面呈蝴蝶状。亚结构：高密度位错。Chapter6MartensiteandItsTransformation片状马氏体双凸透镜片状中脊第1片贯穿整个晶粒，互不平行，愈来愈小。残余奥氏体分布在马氏体片间Chapter6Mart

8、ensiteandItsTransformation6-15Chapter6MartensiteandItsTransformation6-16高碳钢WC>1.0%中出现亚结构孪晶Chapter6MartensiteandItsTransformation6-17acoherenttwinboundaryanincoherenttwinboun