大部分常用鎳鉻系奧氏體(ti)不銹鋼(gang)自高溫奧氏體狀態冷至室溫獲得的奧氏體基體組織都是亞穩定的,當繼續冷卻到室溫以下更低的溫度,或者經受冷變形,其中的一部分或大部分奧氏體會發生馬氏體轉變,變成馬氏體組織。不銹鋼中馬氏體有兩種形態:體心立方的a'馬氏體,呈鐵磁性;六方結構的ε馬氏體,為非鐵磁性。由于ε馬氏體總是與a'馬氏體伴隨而出現,有人認為ε馬氏體是γ→a'過程中的一種過渡相,也有人認為ε馬氏體是一種獨立相。


 馬氏體轉變受(shou)鋼的(de)化學成分、溫(wen)度(du)、冷變形量及(ji)變形速率的(de)影響。


  曾對不(bu)同成分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Mn-Cr-Ni合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)馬(ma)氏體(ti)相(xiang)變(bian)進行過研究(含0.03%C、0.01%~0.03%Si、0.006%~0.019%N、0.012%~0.10%Al):含20%Mn的(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Mn合金(jin)(jin)自(zi)1050℃水(shui)冷(leng)至(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)室(shi)溫(wen),發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)γ→E轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian),相(xiang)約(yue)為(wei)(wei)40%,再冷(leng)卻至(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)-196℃,y相(xiang)幾乎全部轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)為(wei)(wei)ε相(xiang),只生(sheng)(sheng)成少量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)α'相(xiang)。成分(fen)為(wei)(wei)Fe-5%Mn-15%Cr-9%Ni合金(jin)(jin)自(zi)1050℃水(shui)冷(leng)至(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)室(shi)溫(wen),10min后冷(leng)至(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)-196℃,不(bu)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)馬(ma)氏體(ti)相(xiang)變(bian),仍為(wei)(wei)100%的(de)(de)(de)(de)(de)y相(xiang);冷(leng)至(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)室(shi)溫(wen),再在(zai)(zai)20℃下(xia)(xia)施(shi)以(yi)40%冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)(xing),將(jiang)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)γ→ε+α'的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian),轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)量(liang)約(yue)為(wei)(wei)20%,其中約(yue)2/3為(wei)(wei)ε相(xiang),1/3為(wei)(wei)α'相(xiang);如(ru)果自(zi)1050℃水(shui)冷(leng)至(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)室(shi)溫(wen)后,再在(zai)(zai)-196℃下(xia)(xia)施(shi)以(yi)40%的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)(xing),發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)γ→e+α'的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian),轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)量(liang)近(jin)90%,其中約(yue)1/4為(wei)(wei)ε相(xiang),3/4為(wei)(wei)a'相(xiang)。成分(fen)為(wei)(wei)Fe-20%Cr-12%Ni的(de)(de)(de)(de)(de)合金(jin)(jin)自(zi)1050℃水(shui)冷(leng),10min后冷(leng)至(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)-196℃,不(bu)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)馬(ma)氏體(ti)相(xiang)變(bian),冷(leng)至(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)室(shi)溫(wen)在(zai)(zai)20℃下(xia)(xia)施(shi)以(yi)40%的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)(xing),僅(jin)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)γ→E轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian),相(xiang)約(yue)為(wei)(wei)10%;如(ru)果冷(leng)至(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)室(shi)溫(wen)后再在(zai)(zai)-196℃下(xia)(xia)施(shi)以(yi)40%的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)(xing),將(jiang)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)γ→ε+α轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian),轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)量(liang)約(yue)為(wei)(wei)55%,15%為(wei)(wei)ε相(xiang),40%為(wei)(wei)α'相(xiang)。


對于奧氏體(ti)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)馬氏體(ti)轉變(bian)的(de)(de)(de)臨界(jie)溫度M3,已建立起若干Ms,點(a')與(yu)合金成分關系的(de)(de)(de)經驗公式,下(xia)面是(shi)其中(zhong)的(de)(de)(de)一個表達式:


式 10.jpg


  上(shang)面(mian)兩個(ge)公(gong)式說明(ming),奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼中合金元(yuan)素含量越高(gao),馬(ma)氏體(ti)(ti)點就越低,馬(ma)氏體(ti)(ti)轉變(bian)就越不(bu)容易發生。


   在18Cr-8Ni奧氏體不銹鋼中,α'馬氏體形成量隨冷變形量加大和變形溫度降低而增多,如圖9.46和圖9.47所示。可以看出,在每一變形溫度下,α'馬氏體含量隨冷變形量加大而增長到一定數值后將趨于飽和。隨變形溫度的降低,在同樣變形量的條件下,α'馬氏體的生成量增加,其增加也有一個飽和值,亦即無論采取什么措施,不可能完全轉變為馬氏體。這種奧氏體穩定化受多種因素影響,除合金成分和晶粒度等內在因素外,還有奧氏體化溫度、冷卻速率等外界因素。


46.jpg


 變(bian)形(xing)速率對(dui)馬(ma)氏體轉(zhuan)變(bian)的(de)影響主要(yao)是變(bian)形(xing)發(fa)熱導致材(cai)料溫(wen)度上升的(de)作用,即變(bian)形(xing)速率越(yue)(yue)高,材(cai)料溫(wen)度也越(yue)(yue)高,因而α'馬(ma)氏體的(de)生成(cheng)量也越(yue)(yue)少(shao)。