马氏体在加热到奥氏体化过程中的变化

中内部相组成发生了变化，从而引起了钢的性能的变测得钢中马氏体是碳溶于α体，此，曾一度认为和固溶体四十年代前后，在亚点阵的概念发现，碳原子处于三种分布位置时，都能形成由碳原子构成的八面体，这种可能出现的原子阵列，称为点阵。

点阵，结果使的α度，称为新形成马氏体的正方度远高于公式给出的正方度，①切变共格和表面浮突现象变而使点阵发生改组，且一边凹陷，一边凸起，带动界面附近未转变的奥氏体也随之发生弹塑性马氏体转变切变示意图马氏体转变只有点阵改组而无成份变化，转变时原子做有规律的整体迁移，每个原子移动的距离不超过一个原子间距，且原子之间的相对位置不发生变化。

1、（有三种不同的取向，所以四种和{111}M但很快停止，不能进行到终了，需进一步降温。

始点种结构的过程。

①把面心立方点阵看做体心立方点阵，其轴比（为1.41长，使得轴比为①和马氏体板条具有平直界面，界面近似平行于奥氏体的面，所以一个奥氏体晶粒内可能形成四种马氏体板条束。

相同惯习面的马氏体板条平行排列构成马氏体板条群条间残余奥氏体薄膜的碳含量较高，在室温下很稳定，对钢的机械性能会产生显著影响。

亚结构：为与剧烈冷作硬化的光镜下片状马氏体是铁基合金中的另一种典型的马氏体组织，常见于淬火也称于氏体晶粒体的大小受到限制。

因此片状马氏体的大小不一，越是后形成向关系为中脊为高密度的相变孪晶区。

相变孪晶的存在是片状马氏体组织的重要特征。

孪晶间距大约为片的周围部分，存在高密度的位错（非孪晶区）。

1）蝶状马氏体板条状马氏体和片状马氏体的形成温度范围之间的温度区域这种马氏体的立体形态为Fe-18Ni-0.7Cr-0.5C蝶状马氏体的立体形状1）化学成分部亚结构的主要因素，其中尤以碳含量最为重要。

在随马氏体的形成温度降低马氏体；状。

奥氏体化条件对675装甲钢中马氏体相变的影响乔志霞;李连进;宁保群【摘要】利用高分辨热膨胀仪,结合显微组织分析,研究了奥氏体化过程中奥氏体化加热温度和保温时间两个重要参数对675装甲钢快速冷却中马氏体相变的影响,包括原奥氏体晶粒尺寸、马氏体显微组织形态和马氏体相变点(Ms).结果表明:奥氏体化温度对原奥氏体晶粒尺寸的影响程度远大于保温时间;奥氏体化过程中,675装甲钢中钒微合金碳化物(V4C3)在大约1000℃能全部溶入到奥氏体中,从而失去钉扎奥氏体晶界的作用,致使晶粒开始粗化;随原奥氏体晶粒尺寸增大,快速冷却得到的马氏体尺寸迅速增大,表现出对原奥氏体晶粒的组织遗传现象;马氏体相变点(Ms)受到奥氏体晶粒尺寸和钒微合金碳化物向奥氏体中溶解程度两个因素综合作用.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2014(000)007【总页数】5页(P5-9)【关键词】装甲钢;奥氏体化;马氏体;奥氏体晶粒尺寸【作者】乔志霞;李连进;宁保群【作者单位】天津商业大学机械工程学院,天津 300134;天津商业大学机械工程学院,天津 300134;天津理工大学材料学院,天津 300191【正文语种】中文【中图分类】TG113.12;TG142.33675装甲钢是一种V微合金化Cr－Ni－Mo中碳低合金超高强钢，主要用于坦克和装甲车辆上作为结构和防护材料。

Ni，Cr主要是强化铁素体和提高淬透性，Mo 能提高奥氏体稳定性，同时具有沉淀强化的作用，V的加入能起到细化晶粒和沉淀强化的作用，多种强化机制共同作用使该钢具有优良的动态力学性能和抗侵彻能力［1－3］。

由于该钢重要的战略地位，合理设计制造该钢的热处理工艺、挖掘其性能潜力尤为重要。

该钢由调质钢发展而来，为充分发挥其性能潜力，目前其制造主要采用淬火＋高温回火热处理工艺进行强化以达到超高强度和足够的韧性［4－6］。

其中，奥氏体化过程是热处理工艺的第一步，奥氏体化条件决定淬火冷却前奥氏体初始状态，直接影响淬火后获得马氏体的组织形态，对服役状态下的性能产生重要影响。

热处理对钢材料的马氏体转变行为的影响分析钢材是一种重要的金属材料，具有广泛的应用领域。

热处理作为一种重要的制造工艺，对钢材料的性能和微观组织具有显著的影响。

其中，马氏体转变行为是热处理中一个至关重要的过程。

本文将分析热处理对钢材料的马氏体转变行为的影响，并探讨不同热处理方式对马氏体转变的影响。

1. 马氏体转变行为的基本原理马氏体转变是指在钢材料中由奥氏体向马氏体的转变过程。

马氏体具有优异的力学性能和硬度，而奥氏体则具有较好的可塑性。

马氏体转变行为受到一系列因素的影响，包括合金元素、温度、冷却速率等。

2. 热处理对马氏体转变行为的影响2.1 温度对马氏体转变的影响在温度范围内，马氏体转变的速率与温度呈反相关关系。

通常情况下，较高的温度会导致马氏体转变速率加快，而较低的温度则会使马氏体转变速率减缓。

温度对马氏体转变行为的影响与材料的组成和冷却速率等因素密切相关。

2.2 合金元素对马氏体转变的影响合金元素的加入可以显著改变钢材料中的马氏体转变行为。

例如，添加合适的合金元素可以降低马氏体的起始温度，缩小马氏体转变温度范围，提高马氏体转变速率等。

常见的合金元素包括铬、镍、钼等。

2.3 冷却速率对马氏体转变的影响冷却速率是影响马氏体转变的重要因素之一。

较快的冷却速率可以促进马氏体的形成，而较慢的冷却速率则会延缓马氏体转变过程。

热处理中采用的冷却介质的选择以及冷却速率的控制，对马氏体转变的结果具有重要影响。

3. 不同热处理方式对马氏体转变的影响3.1 正火处理正火是指将高温奥氏体冷却至室温，利用其中的马氏体相实现强化的热处理方式。

正火处理可以显著提高钢材料的硬度和强度，但同时会降低塑性。

正火处理的主要影响因素包括温度、冷却介质以及保温时间等。

3.2 淬火处理淬火是将高温奥氏体迅速冷却至室温，并形成马氏体的热处理方式。

淬火处理可以极大地提高钢材料的硬度和强度，但同时会导致脆性增加。

冷却介质的选择和冷却速率的控制对淬火处理结果具有决定性的影响。

马氏体相变目录[隐藏]马氏体相变相变特征和机制马氏体的惯习（析）面马氏体相变的可逆性马氏体转变的温度－时间关系工业应用马氏体相变的研究参考书目：[编辑本段]马氏体相变马氏体最初是在钢（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.Martens）,把这种组织命名为马氏体(Martensite)。

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、A g-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（见固态相变）。

[编辑本段]相变特征和机制马氏体相变[1]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，相变时没有穿越界面的原子无规行走或顺序跳跃，因而新相（马氏体）承袭了母相的化学成分、原子序态和晶体缺陷。

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（图1）。

原子位移的结果产生点阵应变(或形变)（图2）。

这种切变位移不但使母相点阵结构改变，而且产生宏观的形状改变。

将一个抛光试样的表面先划上一条直线，如图3a 中的PQRS，若试样中一部分(A1B1C1D1-A2B2C2D2)发生马氏体相变(形成马氏体),则PQRS直线就折成PQ、QR'及R'S'三段相连的直线,两相界面的平面A1B1C1D1及A2B2C2D2保持无应变、不转动，称惯习（析）面。

奥氏体马氏体贝氏体珠光体相互转变哎呀，这可是个有意思的话题啊！咱们今天就来聊聊奥氏体马氏体贝氏体珠光体相互转变，看看这些家伙是怎么在钢铁世界里搞怪的吧！咱们得了解一下这些家伙都是啥玩意儿。

奥氏体、马氏体、贝氏体和珠光体都是钢铁材料中的相变现象。

简单来说，它们就像是钢铁的“心情”，时而高兴，时而郁闷，时而阳光灿烂，时而阴霾密布。

它们之间又是怎么相互转变的呢？说到这儿，我得先给大家普及一下基础知识。

钢铁是一种合金，主要成分是铁和碳。

在炼钢的过程中，铁和碳以及其他元素(如铬、锰、硅等)按照一定的比例混合在一起，经过高温熔炼、冷却凝固等一系列复杂的过程，形成了各种不同的相变现象。

现在让我们开始探索奥氏体马氏体贝氏体珠光体的奇妙世界吧！咱们来到了奥氏体的世界。

奥氏体是钢铁中最常见的一种相变现象，它是由铁和碳组成的。

在奥氏体中，铁原子和碳原子的比例适中，使得奥氏体的硬度、韧性和延展性都非常理想。

不过，奥氏体的稳定性较差，容易发生氧化反应，导致钢铁生锈。

为了提高钢铁的耐腐蚀性，人们通常会对奥氏体进行热处理，比如淬火、回火等，以改变其内部结构和性能。

我们来到了马氏体的世界。

马氏体是奥氏体经过回火处理后形成的相变现象。

在回火过程中，奥氏体会逐渐降低温度并保持一定的应力状态，使得其中的碳原子有足够的时间扩散到铁原子之间的间隙中，从而形成马氏体。

马氏体的硬度比奥氏体要高很多，但是韧性却相对较差。

因此，在实际应用中，人们通常会将马氏体与其他相变现象结合使用，以达到理想的性能。

再来说说贝氏体吧。

贝氏体是由马氏体经过回火处理后形成的另一种相变现象。

在贝氏体中，马氏体的碳原子已经扩散到了铁原子之间的间隙中，形成了一种类似于蜂窝状的结构。

贝氏体的硬度和韧性都介于奥氏体和马氏体之间，但是具有较好的耐磨性和抗疲劳性。

因此，贝氏体广泛应用于制造一些需要高强度和高耐磨性的零部件，比如齿轮、轴承等。

我们来到了珠光体的世界。

珠光体是由贝氏体经过回火处理后形成的相变现象。

马氏体转变特点马氏体转变是指钢铁材料在加热或冷却过程中发生的晶体结构变化。

马氏体转变具有以下几个特点。

1. 温度范围：马氏体转变温度范围较宽，通常在200℃到600℃之间。

这个范围内的温度变化会引起钢铁材料的晶体结构发生变化，从而影响材料的力学性能。

2. 马氏体相变：马氏体转变是指钢铁材料从奥氏体结构转变为马氏体结构的过程。

奥氏体是一种面心立方结构，具有较高的韧性和塑性，而马氏体是一种体心立方结构，具有较高的硬度和强度。

3. 形变机制：马氏体转变是通过固溶体的相变来实现的。

在加热过程中，钢铁材料中的固溶体会发生晶体结构的变化，形成马氏体。

在冷却过程中，马氏体会再次转变为固溶体，从而使材料恢复到原来的晶体结构。

4. 转变速率：马氏体转变的速率取决于转变温度和材料的成分。

通常情况下，转变速率较快，可以在几秒钟或几分钟内完成。

然而，在一些特殊情况下，如低温下或含有合金元素的材料中，马氏体转变速率会显著降低。

5. 影响因素：马氏体转变受多种因素的影响，包括材料的成分、冷却速率、加热温度等。

增加合金元素的含量或采用快速冷却方法可以加速马氏体转变的速率。

6. 影响性能：马氏体转变对钢铁材料的力学性能具有显著影响。

马氏体具有较高的硬度和强度，但韧性和塑性较低。

因此，在一些特定的应用场合中，需要控制马氏体转变的程度，以获得适当的力学性能。

7. 相变组织：马氏体转变后的钢铁材料会形成不同的相组织。

常见的相组织包括全马氏体组织、马氏体和残余奥氏体组织、马氏体和贝氏体组织等。

不同的相组织具有不同的力学性能。

马氏体转变是钢铁材料在加热或冷却过程中发生的晶体结构变化，具有温度范围广、转变速率快、影响因素多等特点。

了解和掌握马氏体转变的特点对于钢铁材料的制备和应用具有重要意义。

奥氏体等温转变曲线
奥氏体等温转变曲线是描述钢材在冷却过程中奥氏体相转变为其他相（如铁素体、贝
氏体、马氏体等）时的温度-时间关系曲线。

奥氏体等温转变曲线是根据一定条件下进行的实验数据绘制而成的，可以帮助人们了解钢材在不同温度下的相变行为。

奥氏体等温转变曲线通常包括以下几个主要阶段：
1. 加热阶段：钢材在室温下开始加热，温度逐渐升高。

在此阶段，奥氏体相开始
逐渐形成。

2. 奥氏体形成阶段：当钢材的温度达到一定程度时，奥氏体相开始迅速形成。

此时，奥氏体相的含量逐渐增加。

3. 奥氏体保持阶段：当钢材的温度保持在一定范围内时，奥氏体相的含量基本保
持不变。

此时，钢材的组织处于稳定状态。

4. 奥氏体相变阶段：当钢材的温度继续降低时，奥氏体相开始发生相变。

不同的
相变过程会在曲线上呈现不同的形态。

奥氏体等温转变曲线的形态可以受到多种因素的影响，如钢质的成分、加热和冷却速率、温度变化范围等。

不同材料和实验条件下得到的奥氏体等温转变曲线可能会
有所不同。

通过研究奥氏体等温转变曲线，人们可以深入了解钢材的相变机制，
从而提高钢材的性能和应用范围。

§1—4 马氏体转变钢经奥氏体化后，快速冷却，抑制其扩散性分解，在较低温度下发生的转变，为马氏体转变。

马氏体转变是钢件热处理强化的主要手段之一。

因此，马氏体转变理论的研究与热处理实践有着十分密切的关系。

早在战国时期，人们已经知道可以用淬火，即将钢加热到高温后淬入水或油中急冷的方法提高钢的硬度。

经过淬火的钢制宝剑可以“销铁如泥”。

但是在当时，对于淬火能提高钢的硬度的本质还不清楚。

直到十九世纪未期，人们才知道，钢在加热与冷却过程中，内部相组成发生了变化，因而引起了钢的性能的改变。

为了纪念在这一发展过程中作出杰出贡献的德国冶金学家Adolph Martens（阿道夫，马顿斯），法国著名的冶金学家Osmond（奥斯门德）建议将钢经淬火所得高硬度相称为马氏体，并因此而将得到马氏体相的转变过程称为马氏体转变。

马氏体的英文名称为-Martensite，常用M表示。

由于钢在生产上得到了最广泛的应用以及马氏体转变最先在钢的淬火过程中发展，因此，在十九世纪未，二十世纪初对马氏体的研究，主要局限于研究钢中的马氏体转变及转变所得的马氏体。

二十世纪三十年代，人们用X射线结构分析方法测得钢中马氏体是C溶于α-Fe而形成的过饱和固溶体。

马氏体中的固溶碳即原奥氏体中的固溶碳。

因此，曾一度认为所谓马氏体即碳在中α-Fe的过饱和间隙固溶体。

对于马氏体转变的研究，初期着重于了解马氏体转变与钢中其它转变的不同点，正是由于观察到了一系列不同于其它转变的特点，曾经有人认为马氏体转变与其它转变不同，是一个由快冷造成的内应力场所引起的切变过程。

四十年代后，在Fe-Ni、Fe-Mn合金以及许多有色金属及合金中也发现了马氏体转变。

不仅观察到了冷却过程中发生的马氏体转变，还观察到了加热过程中所发生的马氏体转变。

新观察到的马氏体转变的特征和钢中马氏体转变的特征相似，基于这一新的发现，人们不得不把马氏体的定义修正为：凡相变的基本特征属于马氏体型的产物统称为马氏体。

说明马氏体的特征马氏体是一种金属的晶体结构相变过程。

当金属在一定条件下经历过加热和冷却过程后，会发生固态相变，从高温的奥氏体结构转化为低温的马氏体结构。

马氏体有着独特的性质和特征，下面将对其特征进行详细说明。

1. 结构变化：马氏体与奥氏体相比，具有不同的晶格结构。

奥氏体具有面心立方结构，而马氏体则具有体心立方结构。

这种结构变化导致马氏体具有更高的硬度和更好的弹性。

2. 锻造性能：由于马氏体具有优异的强度和韧性，因此具有良好的可锻性和可塑性。

这使得马氏体适用于一些需要强度和韧性的工业制造领域，如汽车、航空航天、机械工程等。

3. 形变能力：马氏体具有良好的形变能力。

通过控制材料的加热和冷却过程，可以调节马氏体的相变行为，从而控制材料的形变能力和形状记忆效应。

这一特性可用于制造形状记忆合金材料和微机电系统等。

4. 耐磨损性：马氏体具有出色的耐磨损性能。

由于其高硬度和韧性，能够抵御外界的摩擦和磨损，因此应用于一些对耐磨性要求较高的领域，如刀具、轴承、密封件等。

5. 变形能力：马氏体的相变行为可随温度的变化而发生变形。

在一定温度范围内，马氏体可以通过外力作用而产生各种形状和大小的变形。

这种形状记忆效应使马氏体在医学领域中得到广泛应用，如支架、夹具、植入物等。

6. 恢复性：马氏体具有良好的恢复性，即当外界的力或应力消失时，马氏体可以自动恢复到其原始形状。

这种特性使马氏体非常适用于可变形结构和自适应装置中，如活动太阳板、自动门窗等。

7. 热处理性能：马氏体的相变行为可以通过热处理进行调节和控制。

通过适当的热处理方法，可以改变材料的晶粒尺寸、马氏体的形成速度和相变温度等，从而调整材料的性能和应用范围。

总之，马氏体具有多种独特的特征和性能，使其在金属材料领域中具有广泛的应用前景。

通过精确控制马氏体相变行为和热处理过程，可以制造出具有优异性能和多功能的材料，推动各个领域的技术和工业发展。

马氏体转变的热力学过去，曾有不少人认为，马氏体转变不是热学性的，转变的驱动力不是马氏体与奥氏体的自由能之差。

四十年代，人们在大量工作的基础上得出马氏体转变与液态金属的凝固以及钢的加热转变等是一样的，即转变的驱动力也来自新旧相的化学自由能差。

但也应看到，马氏体转变确有很多不同于其它转变的在表面上看来难以用热学性质观点加以解释的特点，现已逐步弄清，这些特点是马氏体转变的特定条件所决定的。

（一）马氏体转变热力学条件1、相变驱动力马氏体转变和一般相变一样，相变的驱动力是新相与母相的化学自由能差。

同一成分合金的马氏体与奥氏体的化学自由能和温度的关系如图25所示。

图中T 0为两相热力学平衡温度，即温度为T 0时αγ'=G G式中为高温相之自由能，G αˊ为马氏体之自由能。

在其它温度两相自由能不相等，则γααγG G G -=∆''→当上式为正时，马氏体自由能高于奥氏体的自由能，奥氏体比马氏体稳定，不会发生奥氏体向马氏体转变；反之，当上式为负时，则马氏体比奥氏体稳定，奥氏体有向马氏体转变的趋势，ΔGγ→αˊ即称为马氏体相变的驱动力。

显然，在T0温度处，ΔGγ→αˊ=0。

马氏体转变开始点M S必定在T0以下，以便由过冷提供相变所需要的化学驱动力。

而逆转变开始点A S必然在T0以上，以便由过热提供逆转变所需要的化学驱动力。

通常把M S与T0之差称为热滞，热滞的大小视合金的各类和成分而异。

Fe系合金热滞可高达200℃以上，而有的合金的热滞仅十几度到几十度，如Au-Cd、Ag-Cd合金。

铁系合金观马氏体转变的热力学特点是，具有很大的热滞，即必须在很大的过冷度下才能发生马氏体转变，一般的马氏体转变都需要在降温过程中不断进行，等温保持马氏体转变将立即中止进行。

逆转变的热力学特征与冷却时的则好相反，相变必须在一定的过热度下才能进行，只有在A S点以上相变才能进行，而且转变是在升温过程中进行的，终了点为A f。

奥氏体和马氏体位向关系奥氏体和马氏体是两种常见的金属组织，在金属加工和热处理过程中经常会出现。

奥氏体和马氏体都是钢中的组织形态，二者之间存在着相互转变的关系。

奥氏体是一种由铁和碳组成的晶体结构，具有面心立方晶格结构。

几乎所有的钢铁材料，在室温下都会具有奥氏体结构。

奥氏体的特点是具有良好的可塑性、韧性和延展性，但其硬度、强度和耐磨性相对较低。

马氏体则是一种由奥氏体加热至一定温度后，迅速冷却得到的一种具有特殊结构的金属组织。

马氏体的组织紧密、晶体大小均匀，硬度和强度较高，同时具有良好的耐磨性和抗冲击性。

因此，马氏体具有广泛的应用场景，如汽车工业中的齿轮、轴承和刀具等。

在钢材加热过程中，随着温度的升高，奥氏体和马氏体之间的相互转变将发生。

当钢材加热至一定温度下，奥氏体结构开始发生变化，其晶体结构开始发生改变，呈现出一种叫做母体的结构状态。

这个过程叫做奥氏体转变。

而在奥氏体结构发生变化后，当钢材迅速冷却时，就会形成马氏体。

这个过程叫做马氏体转变。

通过调整加热温度和冷却速度等参数，可控制钢材中奥氏体和马氏体含量的比例，从而获得所需要的材料性能。

同时，由于奥氏体和马氏体的性质不同，所以二者的位向关系也存在差异。

在钢材中存在大量的奥氏体和马氏体结构，它们之间存在如下位向关系：在钢材中，奥氏体和马氏体的晶粒方向是相互平行的。

这意味着，奥氏体和马氏体的晶粒方向是相同的，且在晶粒中的晶格定向也非常接近。

这种相似性表明，奥氏体和马氏体之间存在着某种程度的相互转变关系。

总之，奥氏体和马氏体是金属加工和热处理过程中常见的组织形态。

二者之间存在着相互转变关系，通过调整加热温度和冷却速度等参数，可控制钢材中奥氏体和马氏体的含量和比例，以获得所需要的材料性能。

在实际应用中，了解奥氏体和马氏体的位向关系是非常重要的，可以为工程师和生产人员提供指导和帮助，从而优化钢材的金属组织和性能。