马氏体相变

马氏体是经无(需)扩散的、原子集体协同位移的晶格改组过程而得到的具有严格晶体学关系和惯习面的,相变产物中伴生极高密度位错,或层错或精细孪晶等晶体缺陷的整合组织。原子经无需扩散的集体协同位移进行晶格改组,得到的相变产物具有严格晶体学位向关系和惯习面,极高密度位错,或微细层错,或精细孪晶等亚结构的整合组织,这种形核-长大的一级相变,称为马氏体相变。马氏体相变的主要特征为:①无(需)扩散性;②具有位向关系,以非简单指数晶面为惯习面;③相变伴生大量亚结构,即极高密度的晶体缺陷,如极高密度位错、精细孪晶、细密的层错等;④马氏体相变具有可逆性,新旧相界面可正反两个方向移动。这4条可作为马氏体相变的判据,均可试验观察测定。凡是符合这些相变特征的可判定为马氏体相变。

马氏体相变可按相变驱动力和马氏体相变动力学特征分类。马氏体相变驱动力:在马氏体点Ms温度以下,马氏体相的自由焓低,马氏体和母相自由焓之差小于0,即ΔG<0时,母相才可能转变为马氏体。这个自由焓差值称为马氏体相变驱动力。相变驱动力实际上都是负值,一般所说的相变驱动力大小是指其绝对值。按相变驱动力大小可将相变分为两类:①相变驱动力大的马氏体相变。相变驱动力较大,达几百卡/摩尔,钢、铁基合金,面心立方相(奥氏体)转变为体心立方(正方)马氏体属于此类。相变驱动力约在282 cal/mol以上。②相变驱动力小的马氏体相变。这种相变的驱动力很小,只有几卡/摩尔到几十卡/摩尔。例如,热弹性马氏体和钴合金中的马氏体相变驱动力仅几卡/摩尔,而Fe-Ru(钌:hcp结构)合金形成ε马氏体的相变驱动力为50 cal/mol。按马氏体相变动力学特征可分为四类:①变温马氏体相变。多数钢中的奥氏体经变温形成马氏体,因此,钢经淬火至室温时的残留奥氏体量由马氏体点Ms、Mf来决定。当马氏体点低,Mf在室温以下时,将有较多的残留奥氏体。②等温马氏体相变。等温马氏体和变温马氏体的主要区别是形核数量不受过冷度约束。③爆发型马氏体相变。马氏体点低于室温的某些合金,当冷却到马氏体点以下某一温度MB(MB