马氏体转变(八).pdf

第33卷第6期
热处理技术与装备
2012年12月
RECHLLI JISHU YU ZHUANGBEI
Dec.2012
讲座
马氏体转变(八)
朱祖昌
(上海市杌械制造工艺研究所有限公司,上海200070
中图分类号:TVG11.5文献标识码:A
文章编号:1673-4971(2012)06-0064-05
Martensitic Transformation (8)
ZHU Zu-chang
Sharghai Machine Building Technology
Co. Lid. Shanghai 200070, China
4马氏体相变晶体学
阵矢量表示奥氏体和马氏体的点阵,则贝菌对应为
马氏体相变晶体学的研究和转变机制的提出可
)r,(x3)a(x3)r(
以追溯到上世纪三十年代,人们一直在重视这方面
可以以矩阵表示为:
的研究,具有刘时代意义的是晶体学表象(或唯象
理论的提出。尽管它至今还不能用于预测和计算板
2)
条马氏体利(225)、马氏体一晶体学特征。
001y
马氏体相变的晶体学的研究会提供马氏体发生
由此,相应点阵平面之间的对应性可由下式计算
相变时晶体结构的变化过程,从而对揭示相变的物
理本质起积极作用。为此,它是马氏体相变研究很
(bh2)=(b2ん)11.0(3)
重要的方面
4.1经典晶体学模型2-3,?
式中3阶方矩阵称为Bain应变矩阵。这种Bain应
马氏体相变的经典模型提出较早,约在上世纪变涉及原子发生最小的相对位移,因而具有最小的
工十年代之前。常以相变时晶体结构的変化来推想应变能。
原子在无扩散切变过程中的迁移,只依从母相和新
按Bain应变,母相y(fc)和新相g之间的位向
相间的位向关系,以致连惯习面也不能与实测的相关系为:[001],//[001]l,[110],/[100]。和
吻合
1101,/1[010)。
4.1.1贝茵模型
相应的变态数为3。但实验测得的位向关系与
1924年Bin提出由奥氏体形変成为马氏体的上不符合,且实际为无理数。
转变机制。如图1指出,1.0%C钢的fee点阵中存
按图1,还可得出如下晶体学关系:(11)
在着c/a轴比为v2的体心正方晶胞,沿[001縮(011)。,(1O1)、/(12)a,(100),/(10)。
17%,沿[100Ac和O10]a膨胀12%,就得釗轴比为[101,/L1l100,/10a,[12],/[01]l
1.05的马氏体体心正方点阵。这种应变称点阵应变(以上已表示在图1上)。注意,其中(1),ソ
或贝茵应变。相应用[x1,x2,】和[x,x2,x3。点(011)-和[101//[111.与K-S关系相符。
收稿日期:2011-08-01
作者简介:朱祖吕(1941-),男、教授,主要从事材料表面改性和模具钢的热处理研究
联系电话:13816379552;E~mlil:zhuzuchango?126.com
万方数据
第6期
朱祖昌;马氏体转変(八
DOI/?01lb
X3, X3
(11l(t)
X'(10/f100h
1210
X
应变和Bain对应关系说明示意图
Fig. 1 Schematic of Bain strin and Bain correspondence for austenite-martensite in steel
fe→bct的特定应变称为Bain应变,可用矩阵B(10)0a,[001]a/[001如,这一关系正反映了母相
表示如下:(c和bct的点阵常数分别为a2和a,c)a马氏体基体(he)中脱溶析出fce结构的MC碳化
物之间测定的 Recher-nutting关系?。
1200
4.1.2马氏体转变的早期切变模型,-2
B=02oe01.L20
(4)4.1.2.1 KYPIIOMOB- Sachs切变模(k
000.83
Bain模型只描述了起始相和产物相之间的对应
关系,未涉及它们间的实际晶体学位向。这种关系
0
须由实验测定。 KYPLHMOB和 Sachs测定了Fe
Bain应变的一般式表示为
1.4%C钢的奥氏体与马氏体之闯的位向关系提出
00
了一个切变模型,现在称之为KS切变模型
B=10:0=(6
为了便于说明,我们将他们建议的切变原子迁
00
动整理成图2所示。图2(a)①3)表示fc和bet晶
胞,其剖面线面分别与图2(b)④⑤与の中的底面吻
式(5)中:=,2
分母为母相点阵
合,图2(a)②表示(c切变19°28'形成bec(不含
常数,分子为产物相点阵常数)。(の符号表示相碳)的情况;图2(b)④为f结构,其底面与图
对于母相的点阵应变矩阵,笑际上是Bain应变B表①中剖面线面吻合,其原子在底面上投影图示于图2
象于母相f基中的形式
(e)の中。图2(c)⑧表示K-S模型中第一步切受过
式(4)中Bain应変两个主应变(n=m2)>1,第程的投影图。图2(い)⑤表示KS模型中第二步切
三个主应变n:<1,不满足不变平面应变条件。对要变过程的立体示意图,相应投影图示于图2(c)の
满足不变平面应变,应使m(=1-3)中有一个主应图2(b)中⑥表示不含碳fe在K-S模型中第二步切
变η为1(即转变前后不发生应,或称应变分量为变的情况,底面夹角由60°変成70°32',在底面上的
零),这在后述中会更明确指明。冯端指出,在投影见图2(c)中。
马氏体相变过程中或脱溶沉淀初期,某些相界可以
KS切变模型的切变按三步进行
近似地满足不变平面应变条件,从而会吕现共格相
1)在11上沿[21,发生切变角约15?5'的第
界。不变平面应变的条件也为这类相变中出现惯习
次切变(图2(b)④),使第一层层原子移动D.S7A,
面提供理论依据。
使第三层O层原子移动1.14A(图2(c)③)。注意,
顺便指出,Bain应变的位向关系中的(100)a∥/当不含碳时,这一次切变角为19928"(图2(a)②
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