马氏体相变有什么特征机制?
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发布时间:2022-05-15 15:39
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时间:2023-08-03 04:53
马氏体相变是一种无扩散相变或称位移型相变。严格地说,位移型相变中只有在原子位移以切变方式进行,两相间以宏观弹性形变维持界面的连续和共格,其畸变能足以改变相变动力学和相变产物形貌的才是马氏体相变。徐祖耀在总结以往诸多学者定义马氏体相变的基础上,提出这样简单的定义:替换原子无扩散(成分不改变,近邻原子关系不改变)和切变(母相和马氏体之间呈位向关系)而使其形状改变的相变,其中相变泛指一级(具有热量突变和体积突变,如放热和膨胀)形核长大型相变。
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。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。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、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。
马氏体相变的特征机制:
马氏体相变具有热效应和体积效应,相变过程是形成核心和长大的过程。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。原子位移的结果产生点阵应变(或形变)。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,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。这种形状改变称为不变平面应变。形状改变使先经抛光的试样表面形成浮突。高碳钢马氏体的表面浮突,可见马氏体形成时,与马氏体相交的表面上发生倾动,在干涉显微镜下可见到浮突的高度以及完整尖锐的边缘。