鋼(gang)(gang)加熱奧氏(shi)體化后,以一(yi)定的(de)(de)速度冷卻下來,獲得(de)期望(wang)的(de)(de)組織(zhi)和(he)性能,這(zhe)是(shi)鋼(gang)(gang)熱處(chu)理(li)的(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)目的(de)(de)。因(yin)此,鋼(gang)(gang)自高溫奧氏(shi)體狀態的(de)(de)冷卻過(guo)程是(shi)鋼(gang)(gang)熱處(chu)理(li)的(de)(de)又一(yi)個重(zhong)要(yao)(yao)過(guo)程。


 鋼自高溫(wen)奧(ao)氏體狀(zhuang)態冷(leng)卻(que)過程(cheng)中將發(fa)生奧(ao)氏體的(de)組織(zhi)轉(zhuan)變。不(bu)(bu)同(tong)的(de)冷(leng)卻(que)速度可以獲得(de)不(bu)(bu)同(tong)的(de)轉(zhuan)變產物及不(bu)(bu)同(tong)的(de)性(xing)能(neng)。


 到目(mu)前(qian)為(wei)止,一般的(de)觀點是認(ren)為(wei)鋼在冷卻時,依冷卻速度不同,可以發生三種類型(xing)(xing)的(de)組織轉(zhuan)變,即(ji)珠(zhu)光體型(xing)(xing)轉(zhuan)變、貝氏體型(xing)(xing)轉(zhuan)變和(he)馬氏體型(xing)(xing)轉(zhuan)變。



一、珠光體型轉變


  具有共析成分的高溫奧氏體,在A1溫度以下恒溫轉變時,以共析轉變的方式轉變成珠光體。珠光體的轉變也有一個形核和長大的過程。由于在高溫奧氏體中,碳及合金元素成分基本上是均勻的,而共析轉變成的珠光體是低碳的鐵素體和高碳的滲碳體的混合物,可見在這個轉變過程中,發生了碳的擴散和鐵原子的點陣改組過程(由面心立方晶格的γ相改組成體心立方晶格的a相)。當然,對于亞共析鋼或過共析鋼,除珠光體轉變外,還有先共析鐵素體或先共析滲碳體的析出過程。


 在馬氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼中,鉻元素對奧氏體向珠光體的轉變也會產生影響。這種影響主要體現在以下幾個方面。


1. 如同在加(jia)熱轉變時一樣,鉻會減緩碳的(de)擴散作用。


 2. 鉻的存在增加(jia)了原子(zi)間的結合力(li)(li)而降低(di)了鐵(tie)原子(zi)的潔(jie)動能力(li)(li),使鐵(tie)原子(zi)的自擴散(san)變慢。


 3. 鉻是(shi)強(qiang)碳化物(wu)形成(cheng)元素(su),所以,在珠光體形成(cheng)過程中(zhong),還(huan)有鉻本身的(de)(de)擴(kuo)散(san)過程,鉻本身的(de)(de)擴(kuo)散(san)是(shi)緩慢的(de)(de)。


 所以,馬氏體(ti)不銹鋼(gang)發生(sheng)珠光體(ti)轉(zhuan)變(bian)時,由于鉻(ge)的(de)(de)存在(zai),使(shi)這個轉(zhuan)變(bian)變(bian)得困難了(le),或者說,馬氏體(ti)不銹鋼(gang)高(gao)溫奧氏體(ti)顯得穩定了(le)。以至于在(zai)實(shi)際熱處理(li)時,即便較(jiao)慢的(de)(de)冷卻(que)速(su)度冷卻(que),也(ye)不會(hui)像碳鋼(gang)那樣容易發生(sheng)珠光體(ti)轉(zhuan)變(bian)。結果(guo)使(shi)奧氏體(ti)能保(bao)留到(dao)較(jiao)低的(de)(de)溫度。


 鉻的(de)加入對馬氏(shi)體(ti)不銹鋼冷卻轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)(ge)影響是對奧氏(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)圖(tu)形狀的(de)改變(bian)(bian),主要體(ti)現在兩個(ge)(ge)方(fang)面(mian)。一(yi)是使(shi)珠光體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)區(qu)(qu)和中溫轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)區(qu)(qu)(貝氏(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)區(qu)(qu))分離;二是使(shi)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)圖(tu)右移,這是奧氏(shi)體(ti)穩定的(de)一(yi)個(ge)(ge)表現。圖(tu)4-9是3Cr13鋼等溫轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)曲線(xian)圖(tu)。


圖 9.jpg


 當(dang)然(ran),圖4-9所示曲線圖還(huan)應考(kao)慮其他一些(xie)合金元素的影響效(xiao)果。


  關于珠光(guang)體(ti)(ti)強度(du)(du),許(xu)多研究結(jie)果(guo)表明,珠光(guang)體(ti)(ti)的強度(du)(du)主(zhu)要決定(ding)于片(pian)間距,片(pian)間距越(yue)小(xiao)(xiao)強度(du)(du)越(yue)高。而片(pian)間距又主(zhu)要取決于珠光(guang)體(ti)(ti)的轉變(bian)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du),轉變(bian)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)低則片(pian)間距越(yue)小(xiao)(xiao)。鉻元(yuan)素的加入(ru)提高了共(gong)析溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du),實際上增(zeng)(zeng)加了給定(ding)等溫(wen)(wen)(wen)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)下的過(guo)冷度(du)(du),即增(zeng)(zeng)加了相變(bian)驅(qu)動力(li),使片(pian)間距變(bian)小(xiao)(xiao)。從這(zhe)一(yi)理(li)論(lun)來說,馬氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼轉變(bian)的珠光(guang)體(ti)(ti)片(pian)間距應較小(xiao)(xiao),故珠光(guang)體(ti)(ti)強度(du)(du)會有(you)所提高。



二(er)、貝(bei)氏體轉變(中溫轉變)


 根據鋼(gang)的(de)(de)熱(re)處理原理,高溫(wen)(wen)奧氏體過冷到(dao)中溫(wen)(wen)轉變(bian)區(一般在550~200℃,依(yi)鋼(gang)成分不同(tong)而(er)異),會發生中溫(wen)(wen)轉變(bian),也(ye)叫(jiao)貝氏體轉變(bian)。依(yi)轉變(bian)溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)不同(tong),形成的(de)(de)轉變(bian)產物的(de)(de)形態(tai)也(ye)不同(tong)。在中溫(wen)(wen)轉變(bian)上(shang)部溫(wen)(wen)度(du)區形成的(de)(de)叫(jiao)上(shang)貝氏體呈束(shu)條狀(zhuang),在下部溫(wen)(wen)度(du)區形成的(de)(de)叫(jiao)下貝氏體呈針(zhen)狀(zhuang)。由于(yu)組織形態(tai)不同(tong),在性能(neng)上(shang)也(ye)有(you)差異。


 對于(yu)奧氏體的中溫轉(zhuan)變(bian),一般認(ren)為有以(yi)下特點。


 1. 中溫(wen)轉變(bian)開始前,奧氏(shi)體中的(de)碳(tan)和合金元素已(yi)發(fa)生了不均勻的(de)分(fen)(fen)布,在含碳(tan)較低(di)的(de)具有合適(shi)合金元素濃度的(de)區域(yu),會(hui)形成(cheng)α鐵(tie)晶核,一部分(fen)(fen)還會(hui)長大。


 2. γ→α的轉變(bian)是按馬(ma)氏(shi)體轉變(bian)方式進行(xing)(xing)的,發生鐵原(yuan)子的點(dian)陣改組,每個鐵原(yuan)子只能進行(xing)(xing)較小的位移,而不能進行(xing)(xing)擴散。


 3. 在(zai)y→α轉變的同時(shi),碳(tan)(tan)的活(huo)動方式是有(you)(you)的通過(guo)(guo)相(xiang)界面自y相(xiang)向(xiang)α相(xiang)擴(kuo)散,也有(you)(you)的在(zai)α相(xiang)內沉淀為碳(tan)(tan)化物。而合(he)金元(yuan)素(su)本(ben)身(shen)在(zai)轉變過(guo)(guo)程(cheng)中沒(mei)有(you)(you)擴(kuo)散。


 鉻(ge)元素在貝氏體(ti)轉變(bian)過程中,不(bu)會發揮(hui)像在珠光體(ti)轉變(bian)中的那些作用(yong),只(zhi)能(neng)對中溫(wen)轉變(bian)中碳的擴散產生一(yi)定的阻礙作用(yong),使(shi)貝氏體(ti)形成速度減緩。


 合(he)金(jin)元素(su)對貝氏體(ti)性能的影響,概括如下:


  1. 上貝氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)強度和韌性(xing)主要(yao)決定于(yu)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)條片的(de)(de)平均(jun)寬度和碳(tan)化物的(de)(de)大小、分布、性(xing)質。由于(yu)上貝氏(shi)體(ti)(ti)(ti)中的(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)固(gu)(gu)溶碳(tan)量不多,位(wei)(wei)錯密度較小,因此,碳(tan)的(de)(de)固(gu)(gu)溶強化和位(wei)(wei)錯強化作用不明顯。


  2. 下(xia)貝(bei)氏體(ti)的強度(du)(du)、韌(ren)性主要取決于(yu)碳化(hua)物的數(shu)量、分散(san)度(du)(du)和位錯(cuo)密度(du)(du),因(yin)此,下(xia)貝(bei)氏體(ti)具有較(jiao)好的強度(du)(du)、塑韌(ren)性。雖然下(xia)貝(bei)氏體(ti)內鐵素(su)體(ti)固溶碳量有所變化(hua),但下(xia)貝(bei)氏體(ti)的強度(du)(du)并不主要決定于(yu)碳的固溶強化(hua)。


 因此,可(ke)認為(wei),形成碳(tan)化物的元素(su)鉻在貝氏(shi)體(ti)中,應是通過對碳(tan)化物影響來體(ti)現對其性能(neng)的作用。



三、馬(ma)氏體(ti)轉變


 對(dui)于馬氏體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang),通過淬火(huo)(huo)獲得馬氏體(ti)(ti)(ti),再經過回火(huo)(huo)獲得回火(huo)(huo)馬氏體(ti)(ti)(ti)(低溫回火(huo)(huo))或索氏體(ti)(ti)(ti)(高(gao)溫回火(huo)(huo)),并獲得要(yao)(yao)求的(de)(de)性能。所以(yi),馬氏體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)熱處(chu)理的(de)(de)淬火(huo)(huo),即奧氏體(ti)(ti)(ti)向馬氏體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)轉變更具有重要(yao)(yao)意(yi)義。


  如(ru)前(qian)所述,馬氏體(ti)不銹鋼由于鉻等合金元(yuan)素的(de)作用(yong),使奧氏體(ti)更穩(wen)定(ding)了,不易發(fa)生向珠光體(ti)和(he)貝氏體(ti)的(de)轉變,這就(jiu)為其獲得(de)馬氏體(ti)組織提供了有利(li)條件。


  要得到(dao)淬火馬氏(shi)體,必須(xu)以(yi)大于臨(lin)界冷(leng)卻(que)(que)速度的(de)冷(leng)卻(que)(que)方(fang)式冷(leng)卻(que)(que)奧氏(shi)體,冷(leng)卻(que)(que)到(dao)馬氏(shi)體轉(zhuan)變開(kai)始(shi)溫度(Ms)以(yi)下。馬氏(shi)體轉(zhuan)變是(shi)在不斷冷(leng)卻(que)(que)過程中進行的(de)。溫度下降停(ting)止(zhi),則馬氏(shi)體轉(zhuan)變停(ting)滯、終止(zhi),并且冷(leng)卻(que)(que)到(dao)室(shi)溫以(yi)下,有的(de)甚至冷(leng)卻(que)(que)到(dao)馬氏(shi)體轉(zhuan)變終止(zhi)溫度(Mf),還會有未轉(zhuan)變的(de)奧氏(shi)體保持下來,這部(bu)分奧氏(shi)體被(bei)稱為(wei)殘留奧氏(shi)體。


 1. 馬氏體轉變特點


 奧氏體(ti)向馬氏體(ti)的轉(zhuan)變(bian)(bian)與向珠(zhu)光(guang)體(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)和向貝氏體(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)是(shi)不(bu)同的。馬氏體(ti)轉(zhuan)變(bian)(bian)主(zhu)要有以下特點。


 ①. 馬(ma)氏體轉變時,與母相(xiang)奧(ao)氏體保持共格(ge)關系,在磨(mo)光的(de)表面上有浮凸現象。


 ②. 馬(ma)氏(shi)體和母相奧氏(shi)體間(jian)存(cun)在嚴格的(de)結(jie)晶學關(guan)系(xi),兩相間(jian)存(cun)在位(wei)向關(guan)系(xi)。


 ③. 馬(ma)氏體總(zong)是沿(yan)著母相(xiang)奧(ao)氏體中一定的面形(xing)成,常稱(cheng)慣(guan)習面。


 ④. 馬氏體(ti)形成之后,原奧氏體(ti)中的碳(tan)原子會自然進入馬氏體(ti)的間隙位置中。


 ⑤. 馬氏體(ti)相變獲得的(de)體(ti)心(xin)立方晶(jing)格是在(zai)切(qie)變過程(cheng)中形成的(de),這種切(qie)變可能是滑移或孿晶(jing),同時在(zai)馬氏體(ti)內部(bu)留下(xia)晶(jing)體(ti)缺陷(亞結構(gou))。


 ⑥. 奧氏體向(xiang)馬氏體的轉變(bian)是非擴散性的,不發生元素濃度變(bian)化。


 ⑦. 馬氏體(ti)(ti)轉(zhuan)變只有(you)在轉(zhuan)變溫(wen)度(du)低于(yu)鋼(gang)中(zhong)新舊(jiu)兩相(α相和γ相)自由能相等的臨界溫(wen)度(du)時,才會存在“無擴散相變驅動力(li)”,促進(jin)馬氏體(ti)(ti)形成,溫(wen)度(du)越低,這個驅動力(li)越大(da),馬氏體(ti)(ti)轉(zhuan)變越容易進(jin)行。


 ⑧. 生(sheng)成的馬氏(shi)體不能越過母相奧(ao)氏(shi)體的晶界。


 ⑨. 合金元素(su)對(dui)馬(ma)氏體(ti)相變點有不同(tong)(tong)的影(ying)響,如(ru)鉻、鉬、鎳等(deng)使Ms 點下降,鈷、鋁等(deng)使M、點上(shang)升。見(jian)圖(tu)4-10。當然,也(ye)有的學者對(dui)馬(ma)氏體(ti)轉變有不同(tong)(tong)見(jian)解,對(dui)馬(ma)氏體(ti)無擴散性轉變提出質疑。


圖 10.jpg



 2. 馬(ma)氏(shi)體形態、亞結構(gou)和強韌度


  在鋼的(de)使用中,要求強韌性時,應獲得的(de)最基(ji)本、最主要的(de)組織就(jiu)是馬氏(shi)(shi)體(ti)。鋼的(de)強韌性與(yu)馬氏(shi)(shi)體(ti)的(de)形(xing)態,內部顯微組織及亞結(jie)構有(you)關。


  ①. 馬(ma)氏體的形態是指(zhi)馬(ma)氏體基本單(dan)元(yuan)晶體的幾何外形


   根據研究,有的(de)學者將(jiang)馬氏體形(xing)態(tai)分成五類(lei):即(ji)板(ban)條(tiao)狀(zhuang)(zhuang)馬氏體、針狀(zhuang)(zhuang)馬氏體、蝴蝶狀(zhuang)(zhuang)馬氏體、薄板(ban)狀(zhuang)(zhuang)馬氏體、e'馬氏體。對于馬氏體不銹鋼來說(shuo),最常見的(de)是(shi)前兩類(lei),即(ji)板(ban)條(tiao)狀(zhuang)(zhuang)馬氏體和(he)針狀(zhuang)(zhuang)馬氏體。


   板條(tiao)狀馬(ma)氏(shi)體(有的(de)稱塊(kuai)狀馬(ma)氏(shi)體)單元(yuan)晶體的(de)立體外形是長(chang)條(tiao)狀,利用(yong)透射電(dian)鏡及電(dian)子衍射技術分析時,可見一(yi)條(tiao)狀馬(ma)氏(shi)體單元(yuan),實(shi)際上(shang)是由許多(duo)更為細小(xiao)的(de)板條(tiao)晶大致上(shang)按(an)同(tong)一(yi)方位排(pai)列而(er)成(cheng)的(de)。這種板條(tiao)晶體在(zai)一(yi)般光(guang)學顯微鏡下(xia)看不出來(lai)。板條(tiao)狀馬(ma)氏(shi)體常出現在(zai)含(han)碳(tan)量較低的(de)碳(tan)鋼(gang)、合金鋼(gang)、馬(ma)氏(shi)體不銹鋼(gang)中。


   針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(有(you)(you)的稱透鏡(jing)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)、片狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti))的單元(yuan)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)的立(li)體(ti)(ti)(ti)外形是透鏡(jing)狀(zhuang)(zhuang),是以單個(ge)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)形式出現(xian)(xian)的,在(zai)顯(xian)微鏡(jing)下(xia)呈多(duo)向分布(bu)。在(zai)實(shi)用鋼中,針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)一般都(dou)很細,在(zai)光學顯(xian)微鏡(jing)下(xia)不具有(you)(you)明顯(xian)的組織特征(zheng)。針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)多(duo)出現(xian)(xian)在(zai)碳量(liang)較高的碳鋼、合金鋼、馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼中。


 ②. 馬氏(shi)體的(de)(de)亞結(jie)構實質是指馬氏(shi)體內存(cun)在的(de)(de)晶體缺陷


   在電(dian)子(zi)顯微鏡下觀察,板條狀馬氏(shi)體(ti)(ti)內部存(cun)在的(de)(de)(de)缺陷是以高密(mi)度的(de)(de)(de)位錯為主,用電(dian)鏡測定(ding)位錯密(mi)度為0.3x1012/c㎡~0.9x102/c㎡;晶(jing)體(ti)(ti)內大都(dou)是密(mi)度很高的(de)(de)(de)位錯線。所以,習慣上稱板條狀馬氏(shi)體(ti)(ti)叫(jiao)位錯馬氏(shi)體(ti)(ti)。


  針(zhen)狀馬氏(shi)(shi)體(ti)內部(bu)存在的(de)缺陷以(yi)孿晶(jing)(jing)為(wei)主,在電子(zi)顯(xian)微鏡(jing)下顯(xian)示出其亞結構為(wei)細(xi)的(de)李晶(jing)(jing)(寬(kuan)距約為(wei)5nm).所以(yi),也有(you)的(de)稱針(zhen)狀馬氏(shi)(shi)體(ti)為(wei)李晶(jing)(jing)馬氏(shi)(shi)體(ti)。


   應該(gai)指出(chu),馬氏(shi)體(ti)的亞結構很復(fu)雜,已發現,板條狀(zhuang)馬氏(shi)體(ti)內(nei)有細的李晶(jing)存在,在針(zhen)狀(zhuang)馬氏(shi)體(ti)內(nei)也有高密度的位(wei)錯。


  ③. 馬(ma)氏體的強韌性


  關(guan)于馬(ma)氏(shi)體的(de)強韌性及其影(ying)響因素等問(wen)題,是許(xu)多(duo)學者關(guan)注(zhu)和著(zhu)力(li)研(yan)究的(de)課題。這是一個復雜(za)的(de)問(wen)題,要完整地說明其本質和區分各種因素的(de)作用(yong)仍然是困難的(de),而且(qie)各學派(pai)還存在一些(xie)不同的(de)觀點。


   a. 馬氏(shi)體(ti)的強度


   較早期的一(yi)些研究(jiu)認為(wei):碳(tan)(tan)及合金元素的固(gu)溶作(zuo)用是(shi)(shi)強(qiang)化馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的原因。特別是(shi)(shi)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的硬度(du)和強(qiang)度(du)的提(ti)(ti)高(gao)與碳(tan)(tan)含量的增加成正比。似乎說明碳(tan)(tan)的固(gu)溶強(qiang)化是(shi)(shi)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)化的主要原因。碳(tan)(tan)作(zuo)為(wei)溶質(zhi)原子嵌入α-Fe晶(jing)格(ge)的八面體(ti)(ti)(ti)(ti)間謝中,使晶(jing)格(ge)產生畸變,造成強(qiang)硬化效應(ying)。近期的一(yi)些研究(jiu)結果表明,馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)強(qiang)度(du)隨(sui)碳(tan)(tan)含量增加而(er)提(ti)(ti)高(gao)是(shi)(shi)因為(wei)碳(tan)(tan)提(ti)(ti)高(gao)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相變時的位錯密(mi)(mi)度(du)的結果。位錯密(mi)(mi)度(du)越高(gao),金屬抵抗塑性變形的能(neng)力(li)就越大。


   馬(ma)氏(shi)體的強(qiang)度還(huan)與原(yuan)始奧氏(shi)體的晶(jing)粒大小有關。如果(guo)原(yuan)始奧氏(shi)體晶(jing)粒細小,則(ze)轉變成的馬(ma)氏(shi)體領域及馬(ma)氏(shi)體片(pian)也(ye)細小,更多的界(jie)面阻礙了晶(jing)粒受力(li)時滑移帶的運動。還(huan)有的解(jie)釋(shi)說原(yuan)始奧氏(shi)體晶(jing)粒小,在馬(ma)氏(shi)體相變時,會提高位錯密度而使馬(ma)氏(shi)體強(qiang)度增加(jia)。


  綜(zong)上(shang)觀點,可總(zong)結為:淬火馬(ma)氏體的高強度是碳和(he)合金元素固溶強化、馬(ma)氏體條(tiao)片周(zhou)界及馬(ma)氏體內位錯密(mi)度的綜(zong)合貢獻結果(guo)。


  b. 馬氏(shi)體的韌性


   馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的韌(ren)性(xing)(xing)與(yu)(yu)含(han)碳量有(you)關(guan),低(di)碳(C≤0.4%)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)具有(you)較(jiao)好(hao)的韌(ren)性(xing)(xing),隨著(zhu)含(han)碳量的增加,韌(ren)性(xing)(xing)顯著(zhu)下降。韌(ren)性(xing)(xing)與(yu)(yu)碳的關(guan)系,本質(zhi)是碳對馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的形態和(he)亞(ya)結構的影響結果。研究(jiu)表明,馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的韌(ren)性(xing)(xing)與(yu)(yu)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)形態和(he)亞(ya)結構有(you)明顯的關(guan)系。馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中的孿晶馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)比例越(yue)大(da),其(qi)韌(ren)性(xing)(xing)下降也越(yue)大(da)。


  有(you)試驗(yan)證明,在(zai)(zai)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)屈服強(qiang)度(du)下,位(wei)錯(cuo)型馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)斷裂(lie)(lie)(lie)韌性(xing)(xing)比孿(luan)晶馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)高得多。在(zai)(zai)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)條件(jian)下,條狀(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)斷裂(lie)(lie)(lie)制性(xing)(xing)遠遠高于針狀(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti),并且,馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)韌性(xing)(xing)還隨著板條寬(kuan)度(du)和領域大(da)小的(de)(de)(de)減小而(er)增加(jia)。經(jing)進一步研究(jiu)和分析認(ren)為,馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)中的(de)(de)(de)位(wei)錯(cuo)亞結構可動性(xing)(xing)較孿(luan)晶大(da),由于位(wei)錯(cuo)的(de)(de)(de)運(yun)動能緩(huan)和局部地區的(de)(de)(de)應(ying)力集中,延緩(huan)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)形核,即使存有(you)微裂(lie)(lie)(lie)紋(wen),也會削減裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)尖的(de)(de)(de)應(ying)力峰值。這(zhe)當(dang)然對馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)韌性(xing)(xing)有(you)利。還有(you)的(de)(de)(de)認(ren)為,板條狀(zhuang)馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)在(zai)(zai)原奧氏(shi)(shi)體(ti)晶粒內部排(pai)列成束狀(zhuang),說明產生(sheng)馬(ma)(ma)(ma)(ma)民(min)體(ti)相(xiang)(xiang)變時,晶體(ti)間不發(fa)生(sheng)相(xiang)(xiang)互撞擊(ji)作用,所以不會產生(sheng)顯微裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)。而(er)孿(luan)昌馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)形態呈片(pian)狀(zhuang),馬(ma)(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)變時,片(pian)與片(pian)之間的(de)(de)(de)撞擊(ji)作用會促進顯微裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)產生(sheng)。


  在探討馬氏體(ti)強韌性問(wen)題(ti)時,應指出:馬氏體(ti)的強韌性不應孤立地(di)看做(zuo)是哪一種因素作用的結(jie)果,而(er)與合金成(cheng)分(fen)、固溶強化作用、馬氏體(ti)形(xing)成(cheng)方(fang)式、馬氏體(ti)形(xing)態及亞結(jie)構等多種因素都(dou)有密(mi)切的關(guan)聯。


  通過對奧氏(shi)體(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變理論及轉(zhuan)(zhuan)變馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)特(te)性的了解,可知由(you)于(yu)鉻的存在(zai),馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼在(zai)淬火時,由(you)奧氏(shi)體(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變過程中與(yu)碳鋼相比,具有一些特(te)殊之(zhi)處。


 (1) 鉻等合金元素的(de)存在(zai),使(shi)奧氏體穩定性(xing)增(zeng)強,在(zai)冷(leng)卻過(guo)程中不(bu)易發生(sheng)珠(zhu)光體轉變和貝氏體轉變,在(zai)較(jiao)緩慢的(de)冷(leng)卻條件下,仍可(ke)發生(sheng)馬(ma)氏體轉變。所以(yi),馬(ma)氏體不(bu)銹鋼在(zai)油冷(leng)、風(feng)冷(leng),甚至于(yu)空冷(leng)條件下,均可(ke)獲得淬火馬(ma)氏體組織。


(2) 合金元素使奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)穩定化的(de)另一個(ge)影響是,馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼淬火(huo)(huo)后(hou),會存在未(wei)進行轉變的(de)殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)。這使得馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼淬火(huo)(huo)后(hou),與同等(deng)含(han)碳量的(de)碳鋼相比,淬火(huo)(huo)硬度(du)略有(you)下降(jiang)。


(3) 馬氏(shi)體不銹鋼的淬(cui)透性高于碳鋼,使得(de)較大尺寸(cun)的零件也能(neng)(neng)獲得(de)淬(cui)火馬氏(shi)體組織,保證大截(jie)面零件也能(neng)(neng)得(de)到均(jun)勻的組織和良好的性能(neng)(neng)。


(4) 馬氏體不銹鋼中,因含有較多的難溶合金碳化物,特別是當碳含量較高(gao)時,碳化物會保留在淬火組織中,可明(ming)顯提(ti)高(gao)材料的硬度和耐(nai)磨性能。