第２０卷第３期 ２ ０ ０ ２年９月 西安航空技术高等专科学校学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｘｉ’ａｎ Ａｅｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｖｏ１．２０Ｎｏ．３ Ｓｕｐ．２ ０ ０ ２
钢的马氏体相变
刘晓婷
（西安航专机械系，西安７１００７７）
摘要：热处理的淬火工艺对材料性能有着很重要的影响。对淬火组织马氏体的认识尤显重要。通过对马氏 体相变的深刻分析与研究，能更进一步认识马氏体的本质。特别是希望马氏体相变在更高的温度下完成，这 对减小淬火变形和裂纹有着十分重要的意义。 关键词：马氏体相变；碳的质量分数；马氏体 中图分类号：ＴＧ１５１．２文献标识码：Ａ文章编号：１００８—９２３３（２００２）０３—００５７—０３
为了纪念著名的德国冶金学家Ａｄｏｌｐｈ
Ｍａｒｔｅｎｓ，法国著名冶金学家Ｏｓｍｏｎｄ建议将碳钢经
淬火所得到的高硬度相称为马氏体，并因此而将得
到马氏体的相变过程称为马氏体相变，但广义的马
氏体相变的含义是：凡是符合马氏体相变基本特征
的相变都称为马氏体。因而马氏体相变不仅在钢的
相变中存在，而且在某些合金系的相变中也存在：如
纯铁在３００００℃／－￣６＂冷却时也有马氏体相变，而且Ｆｅ
—Ｍｎ，Ｆｅ—Ｎｉ—Ｔｉ等这些合金中也有马氏体相变
过程。马氏体相变存在于多种合金系中。
钢的马氏体相变也是由形核和核长大两个基本
过程组成，但与其它相变比较又有以下几个特点：
１ 马氏体相变是无扩散型相变
因为相变前后化学成分不变，新相（马氏体）和
母相（奥氏体）碳的质量分数相同，只是晶格结构由
面心立方晶格转变成了体心正方晶格而且马氏体相
变可以在一１９６＂Ｃ～一２９６℃低温下进行，这样低的
温度原子扩散极困难，所以相变不可能以扩散方式
进行，因此马氏体相变过程中，原子有规则移动，原
来相邻的原子相变以后仍然相邻，原子不发生扩散
就可以发生马氏体相变。马氏体的实质就是：碳被
迫留在晶格中成为碳在ａ—Ｆｅ中的过饱和固溶体。
２０１２年６月 第３１卷第２期 内蒙古科技大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊｕｎｅ，２０１２ Ｖｏ１．３１，Ｎｏ．２
文章编号：２０９５—２２９５（２０１２）０２—０１３０—０４
马氏体相变理论研究历程及存在的问题
刘宗昌，计云萍，任慧平
（内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头０１４０１０）
关键词：马氏体相变；切变；马氏体 中图分类号：ＴＧ１１１．５ 文献标识码：Ａ 摘要：深入研究马氏体相变机理具有重要理论意义和应用价值．对于马氏体相变理论的研究情况进行了概括和
评价．指出马氏体相变的切变机制缺乏试验依据和热力学可能性，存在严重误区，是不成熟的学说，应开展新机制 的研究，开创马氏体相变理论研究的新局面．
Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ
ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ＬＩＵ Ｚｏｎｇ—ｃｈａｎｇ，ＪＩ Ｙｕｎ—ｐｉｎｇ，ＲＥＮ Ｈｕｉ—ｐｉｎｇ ’
（Ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｓｃｈｏｏｌ，Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂａｏｔｏｕ ０１４０１０，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｓｈｅａｒ；Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｄｅｐｔｈ ｈａｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ａｎｄ ｐｒａｔｉｅａｌ ｖａｌｕｅ．Ｔｈｅ ｒｅ－
ｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｗａｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｓ ｉｍｐｅｒｆｅｃｔ ｆｏｒ ｌａｃｋｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｅｖｉｄｅｎｃｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ．Ｓｏ，ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓ－ ｓａｒｙ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｎｅｗ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｔｏ ｃｒｅａｔ ａ ｎｅｗ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ．
钛工业进展 Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ
的超出应力范围的残余压应力，引起了次表面的疲 劳断裂。如果发生正常的平均应力敏感，表面机械 处理能够或多或少的改善Ｔｉ－５４Ｍ合金的高周疲劳强 度，主要是由于高周疲劳裂纹的形核作用对平均拉 应力有少量影响。如果发生非正常平均应力敏感， 表面机械处理后钛合金的高周疲劳强度甚至会降低。 Ｔｉ一５４Ｍ合金与１ｒｉ一６Ａｌ４Ｖ合金相比， 晶粒尺寸是影 响平均应力敏感度的主要参数，因此喷丸及钢球滚 压加工等表面处理能够影响材料的高周疲劳性能。 王琛摘译自《Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａ》 爆炸压接复合技术
日本旭化成化学公司技术开发部的技术人员介 绍了爆炸压接复合技术的简单理论，并以钛钢复合 为例叙述了其制造方法及用途。爆炸压接复合的接 合原理有多种说法，现在仍在研究。而最流行的说 法是：炸药爆炸产生的冲击力使金属与金属高速撞 击，撞击部位表面呈瞬间的高温高压状态，金属表 面的氧化物、气体吸附层等阻碍接合的极薄表层（厚 约数百微米）以金属喷射物形式排出，因此基材和覆 材的撞击部位露出清洁的表面，使两种金属表面在 极高压力下压接，理论上达到原子间的结合力。结 合界面为数百纳米的波浪形无定形层。波浪形是金 属表面在高压下的塑性流动（固态流动）形成的。爆 炸压接复合成功与否由爆炸窗口决定，即撞击点移 动速度 ，（与炸药爆轰速度相等，约数千米每秒）， 板的变形倾角 和板的撞击速度 （数百米每秒）三 个因素控制。旭化成公司拥有一个大的地下爆炸场 地，该场地原是地下指挥所，后经重修成为爆炸场 地，它不受气候影响，能够达到稳定生产。该公司 是日本国内唯一的爆炸压接复合厂家，积累了４０多 年的技术，可生产多种材质的复合材，并持有多项 专利。旭化成公司钛钢复合板（钛＋碳素钢）的制造 工序为：钛和碳素钢爆炸面经研磨后除去黑皮等氧 化膜进行爆炸压接，然后进行热处理，矫平，切边， 表面处理（研磨等机械方法或酸洗），最后按标准进 行超声探伤和剪切强度检验。对于幅宽超过３ ｎｌ的 钛钢复合板，其覆板是由钛板拼焊而成，并经射线 和渗透探伤确认质量后再进行爆炸压接。钛钢复合 板主要用于发电厂用冷凝器及化工厂用热交换器的 管板。旭化成公司生产的冷凝器用管板的最大面积 约３０ ｎｌ ，最大长度７．８ ｉｎ。至今已生产发电厂用管 板２ ５００张，出厂后均无质量问题。另外还生产化 学容器用封头以及结构过渡接头（ＳＴＪ），该接头是在 铝和钢之问插入薄的钛板，用于船舶制造中铝和钢 的焊接。 吴全兴摘译自《手夕 》
本文系第8次全国热处理大会特邀报告,2003年5月,北京。350年代经我国自然科学名词审定委员会审定的名词,此前曾沿用音译名词;台湾地区目前仍通行旧的音译名词。马氏体相变研究的进展(一)
徐祖耀(上海交通大学,上海 200030)
【摘要】 概述对马氏体相变基本特征认识的进程,以及与马氏体相变密切相关的形状
记忆材料的发展。对马氏体相变热力学、动力学、晶体学、形核-长大、非线性物理模型以
及形状记忆效应、伪弹性和伪滞弹性研究进展作了总结。对马氏体相变的继续研究和应用作
了展望。全文分两期发表。
【关键词】 马氏体相变 热处理原理 形状记忆材料 热力学 动力学 晶体学 相
变建模
PROGRESSINMARTENSITICTRANSFORMATIONS(Ⅰ)
XuZuyao(ShanghaiJiaotongUniversity)
【Abstract】 Progressinthecharacteristicsofmartensitictransformationandthe
developmentofitsclose2relatedshapememorymaterialsweregenerallydescribed.Asummaryreportwas
madeabouttheprogressofthermodynamics,kinetics,crystallography,nucleationandgrowth,non2
linearphysicsmodelsofmartensitictransformationsaswellasshapememoryeffect,pesudoelasticityand
pseudo2anelasticityofsomematerials.Perspectiveinfurtherstudyandapplicationsofmartensitic
transformationswaspresented.Thisarticleispublishedintwoissues.【KeyWords】 MartensiticTransformation,HeatTreatment,ShapeMemoryMaterials,
