马氏体相变新机制讲解
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马氏体相变机理研究进展摘要:马氏体应用在钢的强化,现今多数的结构钢件还是以淬火得到马氏体、再进行回火,产生马氏体的目的为强化,可应用在工程实用中,对马氏体的研究变得越来越受关注。
关键字:马氏体;相变;形核;1 引言:马氏体最初是在钢中发现的:将钢加热到一定温度后经迅速冷却,得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。
是碳在ɑ-Fe中过饱和固溶体,为体心正方结构。
1895年法国人奥斯蒙为纪念德国冶金学家马滕斯,把这种组织命名为马氏体。
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-Mn、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。
2.相变特征和机制马氏体相变具有热效应和体积效应,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10cm·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。
其特征可概括如下:马氏体相变是无扩散相变之一,新相(马氏体)承袭了母相的化学成分和原子序态。
马氏体相变时原子有规则地保持其相邻原子间的相对关系进行位移,这种位移是切变式的,且原子位移导致点阵应变,这种切变位移不但使母相点阵结构改变,而且有形状变化。
由于马氏体相变时原子规则发生位移,使新相和母相之间始终保持一定的位向关系。
在铁基合金中由体心立方马氏体时具有著名的K-S关系(111)r//(011)M、[101]r//[111]M。
必须有足够的奥氏体过冷度才能产生点阵切变,形成马氏体。
转变开始温度定义为Ms,碳和置换合金元素增加奥氏体的切变抗力,降低Ms。
马氏体相变的基本特征引言马氏体相变是指固体材料经过快速冷却或机械应力作用后,在普通的冷处理条件下发生的晶体结构相变现象。
马氏体相变具有广泛的应用背景,在材料科学和工程领域具有重要的意义。
本文将从马氏体相变的定义、形成机理、基本特征以及应用方面进行探讨。
马氏体相变的定义马氏体相变是指固体材料在冷却过程中经历组织相变,从高温相变为低温相的过程。
这种相变过程是一种固态相变,属于无序到有序的结构转变,通常发生在低温下。
马氏体相变的特点是快速、均匀和可逆的。
马氏体相变的形成机理马氏体相变的形成机理主要涉及晶格畸变、原子扩散和位错运动等过程。
通常情况下,当固体材料经历冷却过程时,晶格会发生畸变,从而形成新的有序结构。
这种畸变能够通过原子的扩散来进行传播,并且位错运动也会促进马氏体相变的形成。
马氏体相变的基本特征马氏体相变具有以下几个基本特征:1.快速性:马氏体相变是一个快速的相变过程,通常在毫秒至微秒的时间尺度内发生。
这种相变速度快的特点使得马氏体相变在某些应用中具有重要意义,比如形状记忆合金。
2.可逆性:马氏体相变是可逆的,即当加热到一定温度时,马氏体又会重新转变为高温相。
这种可逆性使得马氏体材料可以多次进行相变过程,具有重复使用的特点。
3.形状记忆效应:马氏体相变材料具有形状记忆效应,即在经历应力作用后,材料可以保持其原来的形状。
这种形状记忆效应使得马氏体相变材料在机械领域有广泛的应用,比如医疗器械和航空航天。
4.结构转变:马氏体相变是由无序的高温相向有序的低温相转变的过程。
在相变中,晶格结构会发生改变,从而影响材料的力学性能和磁性能等。
马氏体相变的应用马氏体相变具有广泛的应用背景,主要包括以下方面:1.形状记忆合金:马氏体相变材料在形状记忆合金中有广泛的应用。
形状记忆合金可以通过调控温度或应力来改变其形状,并且具有良好的可逆性和稳定性。
这种特性使得形状记忆合金在医疗器械、汽车工业和航空航天等领域有广泛的应用。