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本文導讀目錄：

1、馬氏體不銹鋼的熱處理和性能

2、－馬氏體獲取最新

3、應力誘發→馬氏體相變,stress

馬氏體不銹鋼的熱處理和性能

　　根據冶金組織對各種類型的不銹鋼進行分類是最容易的,冶金組織可為熱處理人員提供各種合金在熱處理過程中產生變化的信息。

　　第一類類似于馬氏體組織的不銹鋼稱馬氏體不銹鋼;第二類鐵素體不銹鋼在整個熱處理過程中將保持鐵素。

　　馬氏體沉淀硬化不銹鋼兼有Cr-Ni奧氏體不銹鋼耐蝕性較好和馬氏體鋼強度高的優點,可作為超高強度耐蝕材料在核工業、制造業中應用。

　　其顯微結構細小復雜、綜合性能極佳,這些特點主要取決于材料化學成分及熱處理工藝。

　　由于工件應用的環境多為存在氣流或腐蝕溶液中,工件內表面長期暴露于持續沖擊、高溫腐蝕的,因此對其進行表面處理以求提高表面性能也是十分必要的。

　　鈷基合金具有高耐磨性、耐高溫腐蝕性被認為是一種很好的對PH17-4進行表面強化的材料。

　　本文通過優化熱處理工藝來提高PH17-4不銹鋼的綜合力學性能,同時通過對其進行表面堆焊來提高其表面性能,帶能譜的掃描電子顯微鏡(SEM-EDS)、透射電鏡(TEM)電子探針(EPMA)、X-射線衍射儀(XRD)、顯微硬度儀等研究PH17-4不銹鋼熱處理及堆焊后的組織形貌及性能。

　　實驗結果如下：1.進行固溶+時效處理后,基體中有均勻彌散的析出物出現,硬度增加,隨著時效溫度的提高,硬質顆粒粗化,并有逆變奧氏體出現,..。

　　通過對馬氏體時效不銹鋼的發展與現狀進行分析,提出馬氏體時效不銹鋼已成為高強度不銹鋼系列中最有發展前途的鋼種之一,它在航空..。

　　馬氏體不銹鋼可以通過熱處理改變其性能,在航空工業、重型運輸、核電等高端應用領域及與人們生活密切相關的刀剪領域具有巨大的應用需求。

　　熱處理過程中馬氏體不銹鋼組織的變化,特別是碳化物的形態、大小和分布對材料性能的影響尤為重要。

　　本文以7Cr14馬氏體不銹鋼為研究對象,研究了奧氏體化溫度、奧氏體化保溫時間和回火溫度對7Cr14鋼組織和性能的影響。

　　通過差式掃描量熱(DSC)分析和透射電子顯微鏡(TEM)對固溶后的7Cr14鋼在升溫過程中的組織變化和碳化物析出規律進行了研究,得到了下述主要結論:淬火過程中奧氏體化溫度和保溫時間對7Cr14鋼的組織和性能有較大的影響。

　　7Cr14馬氏體不銹鋼淬火后的組織為馬氏體、碳化物和殘余奧氏體。

　　隨著淬火溫度的升高,碳化物數量減少,殘余奧氏體含量增加。

　　淬火溫度從950℃增加到1100℃時,材料的硬度增加,淬火溫度增加到1150℃時,材料的硬度明顯下降。

　　相對于淬火溫度,淬火保溫時間對7Cr14鋼的組織和性能影響較..。

　　通過淬火配分處理可以在馬氏體鋼的顯微組織中引入一定體積分數的殘留奧氏體而提高其強塑性。

　　本研究擬在探討現有商用4Cr13馬氏體不銹鋼實施淬火-配分處理的可行性。

　　論文通過金相顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡等分析測試技術,并結合力學性能測試,研究了不同Q&P熱處理工藝參數對4Cr13馬氏體不銹鋼的組織演變和力學性能的影響。

　　研究獲得如下結果：1.4Crl3鋼退火態加熱奧氏體化時,溫度在1100℃以上才能實現完全奧氏體化,冷卻后獲得板條馬氏體+針狀馬氏體的混合組織；當退火鋼不完全奧氏體化時,將得到顆粒碳化物+板條馬氏體的混合組織。

　　2.4Cr13鋼完全奧氏體化以后淬火到不同的溫度后升溫到400℃進行配分處理時,殘余奧氏體的體積分數隨著淬火溫度的降低先增加后減少,在80℃左右出現殘留奧氏體的峰值,最多可以獲得30%左右的殘余奧氏體。

　　當配分時間恒定時,配分溫度由350℃提高到400℃只會使殘余奧氏體的體積分數小幅增加,當配分溫度升高到450℃時,殘..。

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應力誘發→馬氏體相變,stress

　　相變特征和機制馬氏體相變具有熱效應和體積效應，相變過程是形核和長大的過程。

　　但核心如何形成，又如何長大，目前尚無完整的模型。

　　馬氏體長大速率一般較大，有的甚至高達105cms-1。

　　人們推想母相中的晶體缺陷（如位錯）的組態對馬氏體形核具有影響，但目前實驗技術還無法觀察到相界面上位錯的組態，因此對馬氏體相變的過程，尚不能窺其全貌。

　　馬氏體的慣習（析）面馬氏體相變時在一定的母相面上形成新相馬氏體，這個面稱為慣習（析）面，它往往不是簡單的指數面，如鎳鋼中馬氏體在奧氏體()的{135}上最先形成（圖7）。

　　為了部分地減低這種應變能，會發生輔助的變形，使界面改變如圖7中由{135}變為{224}面。

　　圖7中馬氏體呈透鏡狀，它具有中脊面，是孿晶密度很高的面，即{135}面，這些馬氏體內部的孿晶是馬氏體內的亞結構。

　　在鐵基合金的馬氏體中存在孿晶或（和）位錯,在非鐵合金中一般存在孿晶或層錯。

　　由圖7還可見到：在馬氏體周圍的母相（奧氏體）中形成密度很高的位錯，這是在馬氏體相變時，母相發生協作形變而形成的。

　　當母相冷卻時在一定溫度開始轉變為馬氏體，把這溫度標作Ms,加熱時馬氏體逆變為母相，開始逆變的溫度標為As。

　　圖8中表示Fe-Ni和Au-Cd合金的Ms和As,它們所包圍的面積稱為熱滯面積,可見Fe-Ni馬氏體相變具有的熱滯大,而Au-Cd則很小。

　　相變時的協作形變為范性形變時，一般熱滯較大；而為彈性形變時,熱滯很小。

　　像Au-Cd這類合金冷卻時馬氏體長大、增多，一經加熱又立即收縮，甚至消失。

　　因此這類合金的馬氏體相變具有熱彈性，稱為熱彈性馬氏體相變。

　　工業應用馬氏體相變規律在工業上的應用，已具顯著效果。

　　除馬氏體強化普遍應用于鋼鐵外，在鋼鐵熱處理中還利用相變規律來控制變形，以及改善性能。

　　人們目前對鐵基合金的成分、馬氏體形態和力學性質之間的關系已有較明晰的認識,具備位錯亞結構的低碳型(條狀)馬氏體有一定的強度和良好的韌性,具備孿晶亞結構的高碳型（片狀）馬氏體有很高的強度但韌性很差。

　　按此，低碳馬氏體已在工業上有較大量的應用。

　　形變熱處理的應用，以及馬氏體時效鋼(含碳～0.02％)的創制都是利用低碳馬氏體的良好韌性。

　　圖11是低碳型馬氏體的光學顯微鏡下的金相組織;圖12是低碳型馬氏體的透射電子顯微鏡下的金相組織，可以見到內部的位錯亞結構。

　　利用馬氏體相變時塑性增長，已建立了相變誘發塑性鋼（TRIP鋼）（見形變熱處理）。

　　馬氏體相變的研究幾十年來馬氏體相變的研究，從表象逐步深入到相變的本質，但是對一些根本性問題還認識得不很完整。

　　馬氏體相變時母相和新相成分相同，因此可以把合金作為單元系進行相變的熱力學研究。

　　用熱力學處理來計算Ms溫度以及驗證相變過程的工作還處于發動階段。

　　雖然從實驗上可以得到相變的慣習(析)面、取向關系以及應變量，但相變過程中原子遷動的過程尚未了解。

　　晶體學的表象理論，應用數學(矩陣)處理,預測馬氏體相變過程的形狀改變是均勻點陣形變、不均勻形變和剛性轉動的結果；這只在Au-Cd、Fe3Pt及高鎳鋼和高鋁鋼中得到驗證，對大多數合金還不完全與實驗結果相符合。

　　在某些馬氏體相變前觀察到物理性質異變(如彈性模量下降)揭示了相變前母相點陣振動(聲學模)的軟化，預相變和軟模已為人們所注意。

　　馬氏體相變研究歷史較久，工業上應用較廣，也開始對金屬和非金屬的馬氏體相變進行統一的研究。

　　Z.Nishiyama,MartensiticTransformation,AcademicPress,NewYork,1978。

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