馬氏體是經(jīng)無(wú)(需)擴(kuò)散的、原子集體協(xié)同位移的晶格改組過(guò)程而得到的具有嚴(yán)格晶體學(xué)關(guān)系和慣習(xí)面的,相變產(chǎn)物中伴生極高密度位錯(cuò),或?qū)渝e(cuò)或精細(xì)孿晶等晶體缺陷的整合組織。原子經(jīng)無(wú)需擴(kuò)散的集體協(xié)同位移進(jìn)行晶格改組,得到的相變產(chǎn)物具有嚴(yán)格晶體學(xué)位向關(guān)系和慣習(xí)面,極高密度位錯(cuò),或微細(xì)層錯(cuò),或精細(xì)孿晶等亞結(jié)構(gòu)的整合組織,這種形核-長(zhǎng)大的一級(jí)相變,稱為馬氏體相變。馬氏體相變的主要特征為:①無(wú)(需)擴(kuò)散性;②具有位向關(guān)系,以非簡(jiǎn)單指數(shù)晶面為慣習(xí)面;③相變伴生大量亞結(jié)構(gòu),即極高密

1)淬火馬氏體脆性是鋼件開(kāi)裂的主要原因一般來(lái)說(shuō),鋼中的馬氏體韌性較差,隨含碳量的增加,韌性急劇下降。含碳量低于0.4%的馬氏體尚具有較好的韌性;高于0.6%的馬氏體韌性變差,即使進(jìn)行低溫回火,沖擊韌性值依然很低。這主要是由于中、高碳鋼馬氏體的固有脆性決定的。馬氏體的固有脆性取決于固溶碳量、組織形態(tài)和亞結(jié)構(gòu)、顯微局部應(yīng)力及顯微裂縫等因素。①馬氏體固溶碳量的影響。增加固溶碳量,不僅改變了馬氏體的正方度,而且影響了馬氏體的組織形貌和亞結(jié)構(gòu),使馬氏體變脆。馬氏體中

馬氏體晶核的長(zhǎng)大是原子無(wú)擴(kuò)散的、集體協(xié)同的躍遷機(jī)制。所謂集體是指包括碳原子在內(nèi)的所有原子,即碳原子、鐵原子、替換原子;所謂協(xié)同是指所有原子協(xié)作性地同時(shí)移動(dòng)。這一機(jī)制是貝氏體相變非協(xié)同熱激活躍遷機(jī)制的進(jìn)一步演化。貝氏體相變時(shí),碳原子是擴(kuò)散位移,鐵原子是非協(xié)同熱激活躍遷位移。這一機(jī)制也不同于切變位移,切變機(jī)制存在 1～2次切變角為0的晶體切變。在奧氏體的γ上E值較小,并且原子排列密度最大,而馬氏體的α上原子排列密度也最大。在K-S關(guān)系中,奧氏體的γ//α,在最

低活化鐵素體/馬氏體鋼(RAFM鋼)以W、Ta、V、Mn等低中子活化元素替代316L(N)中Ni等中子活化元素,以保證結(jié)構(gòu)材料低中子活化特性[3-8]。目前,世界各國(guó)均在積極研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的RAFM鋼,最具代表性的有F82H[9]、Eurofer97[10]、CLAM[11]和CLF-1[12]。這幾種RAFM鋼均表現(xiàn)出較為優(yōu)異的抗輻照性能[13-15]和高溫力學(xué)性能,有望成為未來(lái)聚變堆優(yōu)選的結(jié)構(gòu)材料。其中,CLF-1鋼是核工業(yè)西南物理研究院針對(duì)IT

的過(guò)冷奧氏體的馬氏體轉(zhuǎn)變的動(dòng)態(tài)過(guò)程,結(jié)果表明,P91鋼馬氏體在晶界、晶內(nèi)形核,P91鋼淬火得到板條狀馬氏體,其亞結(jié)構(gòu)為高密度位錯(cuò)+孿晶[3];朱麗慧等對(duì)10Cr9Mo1VNbN鋼的強(qiáng)化機(jī)理進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),10Cr9Mo1VNbN鋼的強(qiáng)化機(jī)理為析出強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化和碳化物穩(wěn)定下的亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化[4]。此外,由于10Cr9Mo1VNbN鋼的工作介質(zhì)往往為高溫蒸汽,所以關(guān)于10Cr9Mo1VNbN在長(zhǎng)時(shí)高溫下組織轉(zhuǎn)變和性能變化取得了較多的研究成果。張開(kāi)等

相奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)?span id="syggg00" class="hl">馬氏體,慣習(xí)面為{259}γ,垂直于慣習(xí)面平面的傾動(dòng)值,即傾動(dòng)角Φ=10°45′,其位向關(guān)系接近K-S關(guān)系,稱為G-T關(guān)系,實(shí)際上是偏離K-S關(guān)系1°～2°,即{110}α′//{111}γ差1°α′//γ差2°據(jù)此G-T關(guān)系,以均勻切變和非均勻切變合成的方式,來(lái)滿足這種Fe-Ni-C合金馬氏體相變的晶格重構(gòu)、外形改變、慣習(xí)面等方面的要求,提出了G-T模型。G-T模型指出,假定有一個(gè)沿著慣習(xí)面的切變滿足傾動(dòng)角的要求而不能滿足晶體結(jié)構(gòu)的要求時(shí),

焊接接頭中出現(xiàn)馬氏體等有害組織,國(guó)內(nèi)為了消除鋼軌閃光焊接頭異常組織,細(xì)化晶粒,提高接頭性能,一般會(huì)對(duì)接頭進(jìn)行正火處理。近年來(lái),經(jīng)對(duì)國(guó)內(nèi)鋼軌的焊接大檢查發(fā)現(xiàn),U71Mn鋼軌閃光焊接頭不管是否經(jīng)過(guò)焊后正火處理,依舊發(fā)現(xiàn)馬氏體組織存在。周清躍等[1-2]對(duì)鋼軌焊接后空冷及其接頭熱處理后空冷的冷速進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)兩者的實(shí)際冷速分別為0.9 ℃/s和0.5 ℃/s,低于U71Mn鋼軌不出現(xiàn)馬氏體等異常組織的最高冷卻速度為2.5 ℃/s,但仍在U71Mn鋼軌閃光焊接頭中

生形變，產(chǎn)生了馬氏體[1]，并且不銹鋼的變形量越大，馬氏體的相變量越大。馬氏體相變會(huì)導(dǎo)致不銹鋼的耐腐蝕性和延伸性降低，從而導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備失效。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者針對(duì)該問(wèn)題展開(kāi)了研究，研究方法普遍為通過(guò)不同的應(yīng)變速率和變形量對(duì)奧氏體不銹鋼進(jìn)行預(yù)拉伸，從而預(yù)制出形變馬氏體，但在一定程度上也間接影響了材料的力學(xué)性能。筆者選用在冷變形下更容易產(chǎn)生形變馬氏體的S30408、S30409、S32168奧氏體不銹鋼，在不同的低溫環(huán)境下對(duì)材料進(jìn)行相同變形量和應(yīng)變速率的預(yù)拉伸

81)超高強(qiáng)度馬氏體鋼因其較高的強(qiáng)度、良好的屈強(qiáng)比和耐磨性而被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)和機(jī)械工業(yè)。馬氏體鋼的設(shè)計(jì)，往往涉及到馬氏體相變起始溫度(Ms點(diǎn)溫度)以及硬度的確定[1]。淬火冷卻速度是形成馬氏體的關(guān)鍵因素[2]。Anell等[3]在研究淬火冷卻速度對(duì)Fe-C合金馬氏體相變的影響時(shí)指出：對(duì)于所有普碳鋼和低合金鋼，Ms點(diǎn)溫度是隨淬火冷卻速度的增加而增加的。但高秋志等[4]和寧保群等[5]在研究淬火冷卻速度對(duì)T91鋼馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的影響卻發(fā)現(xiàn)，當(dāng)淬火冷卻速度較低時(shí)，

狀，然后冷卻至馬氏體M(單斜結(jié)構(gòu)B19′相)狀態(tài)下將其變形，再加熱到A狀態(tài)后合金回復(fù)特定形狀的現(xiàn)象[2]。SME的機(jī)制是熱誘發(fā)A?M可逆相變[3]。SE指將合金在A狀態(tài)下進(jìn)行遠(yuǎn)超彈性極限的變形，卸載后合金形狀自行恢復(fù)的現(xiàn)象。SE的機(jī)制是應(yīng)力誘發(fā)A?M可逆相變[4]。利用SME可制作熱敏驅(qū)動(dòng)元器件，利用SE可制作減震、阻尼元器件[5]。二元Ti-Ni SMA在使用過(guò)程中尚存在以下問(wèn)題：(1)Ti、Ni價(jià)格貴，在A狀態(tài)下硬度高，較難加工[6]；(2)相變熱滯較

術(shù)研究了溫度對(duì)馬氏體和鐵素體晶格常數(shù)的影響規(guī)律.研究結(jié)果表明,馬氏體和鐵素體的晶格常數(shù)均隨著溫度的升高而逐漸增大,但馬氏體的衍射峰有分峰現(xiàn)象,而鐵素體的衍射峰沒(méi)有分峰現(xiàn)象.對(duì)馬氏體的{110}和{200}衍射峰進(jìn)行分峰處理,得到馬氏體晶格常數(shù)a 和c 隨溫度升高逐漸增大,但晶格常數(shù)a 的增大速度要大于c 的速度,即馬氏體的正方度逐漸降低.當(dāng)溫度升至500 ℃時(shí),馬氏體正方度c/a=1.鐵素體的晶格常數(shù)隨溫度的變化規(guī)律與馬氏體晶格常數(shù)a 的基本相同,而與馬氏

錯(cuò)平面滑移和ε馬氏體可逆相變，從而有效減少塑性損傷累積、延緩疲勞裂紋擴(kuò)展、提高疲勞壽命、降低合金循環(huán)加工硬化。研究疲勞變形過(guò)程中微觀組織演變有助于理解材料的疲勞力學(xué)行為。Nikulin等[9]對(duì)Fe-30Mn-4Si-2Al合金鋼的研究表明：在低周疲勞變形過(guò)程中，微觀組織演變使合金鋼力學(xué)行為具有3個(gè)不同階段。第1階段，循環(huán)變形誘發(fā)層錯(cuò)大量增殖引起初始循環(huán)加工硬化；第2階段，層錯(cuò)的堆積逐步形成滑移帶以及ε馬氏體，滑移帶的形成以及由此產(chǎn)生的局部變形主要使材料整

態(tài)相變領(lǐng)域里，馬氏體相變是一種比較復(fù)雜的相變.馬氏體相變有多種，變溫馬氏體相變是其中之一，它除了一般馬氏體相變共有特點(diǎn)，轉(zhuǎn)變速度快(約1 000 m/s)以及體積膨脹外，又多了一種溫度因子.而如何能在變溫條件下，實(shí)現(xiàn)觀察和記錄高速進(jìn)行的馬氏體相變過(guò)程這一問(wèn)題，至今沒(méi)有解決.近年來(lái)很少見(jiàn)到有關(guān)這方面實(shí)驗(yàn)工作的報(bào)道.在教科書(shū)及有關(guān)專論中[1-5]見(jiàn)到的只是一些零星金相圖片及相變溫度和轉(zhuǎn)變量之間關(guān)系的相變動(dòng)力學(xué)曲線，而有關(guān)已經(jīng)建立的變溫馬氏體相變動(dòng)力學(xué)的理論公式

鋼仍依賴進(jìn)口。馬氏體時(shí)效鋼是一類(lèi)特殊的超高強(qiáng)度鋼，以無(wú)碳或者超低碳的鐵鎳馬氏體為基，通過(guò)時(shí)效處理，在板條馬氏體基體中析出細(xì)小彌散的金屬間化合物來(lái)實(shí)現(xiàn)超高強(qiáng)度[1—2]。馬氏體時(shí)效鋼具有強(qiáng)度高、塑韌性好、熱處理簡(jiǎn)單、焊接及冷熱加工性優(yōu)異等特點(diǎn)，已在航空航天、機(jī)械制造、精密模具、原子能和軍事等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用[3—5]。文中將簡(jiǎn)述馬氏體時(shí)效鋼的發(fā)展歷史，從成分、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能等方面綜述馬氏體時(shí)效鋼的研究現(xiàn)狀，并對(duì)其未來(lái)的發(fā)展提出建議。1 發(fā)展歷程馬氏體時(shí)

淬火，使其發(fā)生馬氏體相變，提高鋼板的強(qiáng)度。熱成形淬火過(guò)程中，板料發(fā)生的馬氏體組織轉(zhuǎn)變是強(qiáng)度提升的主要因素。因此，研究高強(qiáng)鋼在熱成形淬火過(guò)程中的微觀組織分布及演變，對(duì)獲得理想力學(xué)性能的汽車(chē)構(gòu)件具有重要意義。M NADERI等[1]采用有限元法對(duì)22MnB5鋼進(jìn)行熱成形模擬，研究不同工藝參數(shù)對(duì)成形的影響，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。A NAPIER等[2]研究了板料初始溫度、應(yīng)變量和應(yīng)變速率對(duì)馬氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度Mf和馬氏體含量的影響。王吉應(yīng)等[3]采用光學(xué)顯微鏡、掃描電

對(duì)高強(qiáng)鋼熱成形馬氏體相變的影響。創(chuàng)建U形梁的熱-力耦合三維有限元模型，通過(guò)研究不同沖壓速率下馬氏體的平均轉(zhuǎn)化率和分布的均勻性，來(lái)探索在其他條件不改變的情況下其對(duì)高強(qiáng)鋼熱成形馬氏體相變的影響。然而，上述研究的對(duì)象多是高強(qiáng)鋼薄板，目前針對(duì)厚板熱成形的研究鮮有報(bào)道。隨著節(jié)能減排法規(guī)的日益嚴(yán)苛，厚板熱成形技術(shù)在商用車(chē)輕量化領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛。為此，本文以6mm厚的22MnB5鋼板為研究對(duì)象，建立其熱成形淬火過(guò)程的有限元模型，研究揭示模具初始溫度對(duì)厚板熱成形過(guò)程馬氏

于其兼具熱彈性馬氏體相變和磁性轉(zhuǎn)變，形狀記憶效應(yīng)可以由磁場(chǎng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此比傳統(tǒng)的溫控形狀記憶合金具有更多的優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)生馬氏體相變時(shí)通常會(huì)出現(xiàn)豐富的物理現(xiàn)象，如巨磁電阻效應(yīng)和磁熱效應(yīng)等[1-4]。磁制冷是一項(xiàng)新型制冷技術(shù)，因?yàn)槠渚G色環(huán)保和制冷效率高等優(yōu)點(diǎn)，逐漸受到人們的關(guān)注，但是因?yàn)榇胖评洳牧闲枰哂幸欢ǖ拇艧嵝?yīng)，因此具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的巨磁熱效應(yīng)合金成為了研究重點(diǎn)[5]。按照相變類(lèi)型，磁熱效應(yīng)可以分為基于一級(jí)相變和基于二級(jí)相變兩種：一級(jí)相變通常具有較窄的溫

驗(yàn)中獲得的特異馬氏體組織，該馬氏體組織尺寸大并且模樣奇特，可以用“大而奇”來(lái)形容。組織尺寸長(zhǎng)達(dá)0.19 mm，模樣奇怪表現(xiàn)為該特異馬氏體組織能生成奧氏體中脊，甚至生成近乎相互垂直交叉(接近90°)的兩條奧氏體中脊。這種特異馬氏體組織在一般情況下是觀察不到的，為了不讓奇跡悄然消逝，讓更多讀者了解這一奇特現(xiàn)象，共同探討相關(guān)機(jī)理，是筆者撰寫(xiě)此文的初衷。筆者認(rèn)為馬氏體中脊就是晶界，指出馬氏體相變的動(dòng)力是壓應(yīng)力，而相應(yīng)的切應(yīng)力是由壓應(yīng)力衍生的產(chǎn)物。馬氏體是金屬材料的

7］，它們均在馬氏體轉(zhuǎn)變附近發(fā)生. 由于馬氏體相和奧氏體相磁化強(qiáng)度的差異，使磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)馬氏體相變成為可能. 這些多功能特性正是由磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)馬氏體相變直接導(dǎo)致的.磁制冷技術(shù)是利用磁性材料的磁熱效應(yīng)的一種新型制冷技術(shù). 和傳統(tǒng)的氣體壓縮制冷方式相比，具有節(jié)能、環(huán)境友好、效率高等優(yōu)點(diǎn). 目前，磁制冷技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的挑戰(zhàn)之一是開(kāi)發(fā)在低場(chǎng)下具有大磁熱效應(yīng)的低成本磁制冷材料. Ni-Mn-X （X=Sn，Sb，In）合金作為一類(lèi)很有希望的磁制冷材料，在馬氏體相變附近的磁熵變較

014010)馬氏體組織形貌形形色色。影響因素較多，如鋼中的含碳量、合金元素種類(lèi)及含量、奧氏體化溫度、冷卻速度和轉(zhuǎn)變溫度等，以往用切變機(jī)制衍生出來(lái)的各類(lèi)學(xué)說(shuō)解釋馬氏體的組織形貌的成因，有“奧氏體-馬氏體強(qiáng)度”學(xué)說(shuō)，“滑移、孿生的臨界切應(yīng)力”學(xué)說(shuō)和馬氏體點(diǎn)學(xué)說(shuō)等，均不能正確地解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不正確。本文在簡(jiǎn)述馬氏體的組織形貌的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了馬氏體形貌的形成機(jī)制，應(yīng)用這種新機(jī)制解釋了馬氏體組織形貌的成因，且與實(shí)際相吻合。1 馬氏體組織形貌簡(jiǎn)述鋼中的碳含量是影

入鋅鍋溫度，將馬氏體轉(zhuǎn)變移至出鋅鍋后的鍍后冷卻段；二是利用較強(qiáng)的設(shè)備能力，將帶鋼快速冷卻到馬氏體點(diǎn)，再利用感應(yīng)加熱器加熱到460℃左右進(jìn)入鋅鍋。兩種不同的工藝路徑得到的組織不同，進(jìn)而影響材料的力學(xué)性能。隨著國(guó)家去產(chǎn)能力度不減，打擊“地條鋼”持續(xù)發(fā)力，鋼鐵業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革不斷推進(jìn)，鋼鐵工業(yè)迎來(lái)蓬勃發(fā)展的好時(shí)機(jī)，加之汽車(chē)輕量化和節(jié)能降耗等目標(biāo)的確立，生產(chǎn)低成本高強(qiáng)度鋼成為各大鋼企的主攻方向。以相變強(qiáng)化為基礎(chǔ)，由鐵素體與馬氏體組成的雙相鋼，具有低屈強(qiáng)比、高初始

相鋼由鐵素體和馬氏體組成，以相變強(qiáng)化為基礎(chǔ)，具有低屈強(qiáng)比、高的初始加工硬化速率[2- 3]以及良好的強(qiáng)度和延性配合等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)的縱梁、保險(xiǎn)杠、懸掛系統(tǒng)等零部件，是汽車(chē)鋼板的理想材料[4- 6]。為了提高780 MPa級(jí)冷軋雙相鋼產(chǎn)品的合格率和工藝穩(wěn)定性，本文以某鋼鐵公司冷軋廠現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的DP780冷硬卷板為基料，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬連續(xù)退火試驗(yàn)，重點(diǎn)研究了退火溫度和過(guò)時(shí)效溫度對(duì)試驗(yàn)鋼組織和性能的影響，并結(jié)合SEM與EBSD等手段研究了組織結(jié)構(gòu)對(duì)力學(xué)性能

9020）合金馬氏體相變屬于位移型相變，它通過(guò)相界面處原子整體有序的“軍事化”遷移完成母相至馬氏體相結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)變，此轉(zhuǎn)變過(guò)程中產(chǎn)生的宏觀變形（形狀應(yīng)變）是馬氏體相變中一個(gè)十分重要的晶體學(xué)特征，也是工業(yè)生產(chǎn)中鋼鐵材料強(qiáng)韌化處理的基礎(chǔ). 特別地，馬氏體相變形狀應(yīng)變還與一類(lèi)應(yīng)用廣泛的智能材料如 NiTi的形狀記憶效應(yīng)密切相關(guān). 因此，全面探索合金在馬氏體相變過(guò)程中的形狀應(yīng)變特征有助于深入理解、合理控制材料微觀組織，實(shí)現(xiàn)材料性能最大化. 文獻(xiàn)[1]觀察發(fā)現(xiàn)，馬氏

汽車(chē)時(shí)，高強(qiáng)度馬氏體鋼得到了很多大公司的關(guān)注。高強(qiáng)度馬氏體鋼的主要優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高（950MPa～1700MPa），制造成本高，而且鋼鐵的可延展性及可鍛造性差。同時(shí)，高強(qiáng)度馬氏體鋼在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)氫脆的現(xiàn)象。如果想要在汽車(chē)上使用高強(qiáng)度馬氏體鋼，就必須克服高強(qiáng)度馬氏體鋼在汽車(chē)使用過(guò)程中出現(xiàn)的氫脆現(xiàn)象，保證汽車(chē)的行車(chē)安全。在本文中，研究了在汽車(chē)上使用的情況下，氫氣對(duì)高強(qiáng)度馬氏體鋼材料以及結(jié)構(gòu)上的影響。本文共研究了以下三種情況：第一種情況：在不同負(fù)電勢(shì)下與3.5

、貝氏體、低碳馬氏體三大類(lèi)型。鐵素體-珠光體和貝氏體型非調(diào)質(zhì)鋼已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，有了大量成熟鋼種，我國(guó)已制定了非調(diào)質(zhì)鋼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15712－1995。鐵素體-珠光體型非調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌度較低，為進(jìn)一步提高非調(diào)質(zhì)鋼的強(qiáng)韌性，開(kāi)發(fā)了貝氏體型非調(diào)質(zhì)鋼，并已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，如用于汽車(chē)前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、高強(qiáng)度螺栓、連桿和貨叉等。為了達(dá)到更高的強(qiáng)度和韌塑性，開(kāi)發(fā)了低碳馬氏體型非調(diào)質(zhì)鋼，本文將重點(diǎn)介紹這類(lèi)非調(diào)質(zhì)鋼的研究開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和發(fā)展前景。一、研究開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀1. 國(guó)外

上較高溫度發(fā)生馬氏體相變[1]，從立方相B2→單斜相B19′的相變，這是一種非熱彈性馬氏體相變[2]，基于馬氏體相變Cu-Zr合金能夠產(chǎn)生形狀記憶效應(yīng)且因相變溫度高被稱作高溫形狀記憶合金[3].有關(guān)該合金的馬氏體相變與形狀記憶效應(yīng)的關(guān)系已有許多研究[4- 12].研究表明，Cu-Zr基合金的馬氏體相變開(kāi)始溫度在117℃以上[8]，在該合金體系中加入第三組元元素將顯著影響其馬氏體相變，在Cu-Zr基添加20% Ni替代Cu原子將提高馬氏體相變溫度20℃[13

記憶合金中，其馬氏體轉(zhuǎn)變不僅表現(xiàn)為晶體結(jié)構(gòu)上的變化，而且由于晶格和磁性的強(qiáng)耦合，馬氏體轉(zhuǎn)變往往還伴隨著磁性的變化. 這種磁性的突變，最為顯著的是Ni－Mn－X （X＝Sn，Sb，In）鐵磁形狀記憶合金[2]. 通過(guò)調(diào)控材料的成分、摻雜和制備條件，可以使Ni－Mn－X （X＝Sn，Sb，In）合金經(jīng)歷從低溫弱磁馬氏體相到高溫鐵磁奧氏體相的轉(zhuǎn)變，從而提高磁化強(qiáng)度的變化量[3－7]. 這使得這類(lèi)合金中馬氏體相變不僅可以像傳統(tǒng)的形狀記憶合金一樣通過(guò)溫度和壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)

魏氏組織。七、馬氏體。碳在α-Fe中的過(guò)飽和固溶體稱為馬氏體。馬氏體有很高的強(qiáng)度和硬度，但塑性很差，幾乎為零，用符號(hào)M表示，不能承受沖擊載荷。馬氏體是過(guò)冷奧氏體快速冷卻，在Ms與Mf點(diǎn)之間的切變方式發(fā)生轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。這時(shí)碳（和合金元素）來(lái)不及擴(kuò)散只是由γ-Fe的晶格（面心）轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe的晶格（體心），即碳在γ-Fe中的固溶體（奧氏體）轉(zhuǎn)變?yōu)樘荚讦?Fe中的固溶體，故馬氏體轉(zhuǎn)變是"無(wú)擴(kuò)散"的根據(jù)馬氏體金相形態(tài)特征，可分為板條狀馬氏體（低碳）和針狀馬氏體。（1

，從而得到均勻馬氏體組織、強(qiáng)度在1500MPa左右的超高強(qiáng)度零件的新型成形技術(shù)[1]，該過(guò)程中的馬氏體相變?cè)诤艽蟪潭壬蠜Q定了成形件的力學(xué)性能，但高強(qiáng)鋼熱沖壓是一個(gè)傳熱-變形-相變耦合作用下的高度非線性物理過(guò)程，影響參數(shù)多且復(fù)雜，易導(dǎo)致各種宏、微觀缺陷的出現(xiàn)，嚴(yán)重制約了該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。近年來(lái)，世界各國(guó)汽車(chē)行業(yè)、鋼鐵行業(yè)都投入大量精力，開(kāi)展以硼鋼為主的先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板開(kāi)發(fā)及熱沖壓技術(shù)的研究并取得長(zhǎng)足發(fā)展。Zhu B等[2]基于ABAQUS對(duì)22SiMnTiB

種焊接工藝對(duì)馬氏體時(shí)效鋼性能的影響馬氏體時(shí)效鋼由于其屈服強(qiáng)度大于1400MPa，是一種超高強(qiáng)度鋼，且具有良好的韌性、抗疲勞性，主要應(yīng)用于航空、航天以及汽車(chē)工業(yè)。但由于對(duì)這種鋼的焊接工藝研究較少，因此研究了焊接這種鋼的可行性。比較了傳統(tǒng)焊接工藝（鎢惰性氣體焊接TIG和等離子體電弧焊PAW）和激光焊接（LBW）工藝。馬氏體時(shí)效鋼采用真空電弧重熔工藝（VAR）生產(chǎn)，并進(jìn)行熱軋和退火處理，其尺寸為1000mm×3200mm×3.3mm。在馬氏體時(shí)效鋼焊接完成后，

連續(xù)冷卻過(guò)程中馬氏體相變的影響李軍輝1，王紅鴻1，李 麗2，吳開(kāi)明1( 1. 武漢科技大學(xué)高性能鋼鐵材料及其應(yīng)用湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢，430081；2. 南京鋼鐵集團(tuán)有限公司研究院，江蘇 南京，210035 )利用熱模擬試驗(yàn)測(cè)定海洋平臺(tái)用5Mn鋼在不同焊接熱循環(huán)下的熱膨脹曲線，結(jié)合顯微組織觀察，分析峰值溫度和冷卻速率對(duì)5Mn鋼連續(xù)冷卻過(guò)程中馬氏體相變行為的影響。結(jié)果表明，在不同的焊接熱循環(huán)下，5Mn鋼室溫組織均以板條馬氏體為主；峰值溫度為1320

程中，形變誘發(fā)馬氏體相變，而形變馬氏體在腐蝕介質(zhì)中易先發(fā)生腐蝕，從而引發(fā)嚴(yán)重腐蝕損傷。關(guān)鍵詞：腐蝕；非標(biāo)200系奧氏體不銹鋼；馬氏體相變Abstract： Through the ways of chemical testing， metallographic analysis， macroscopic and microscopic inspection technology， a study is conducted on the severe cor

?新型馬氏體不銹鋼熱沖壓底盤(pán)零件的疲勞特性分析現(xiàn)代汽車(chē)每減輕10%的質(zhì)量，則可減少6.9%的燃料消耗，提高汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)還有助于保護(hù)環(huán)境和許多輕質(zhì)材料如先進(jìn)高強(qiáng)度鋼和鋁、鎂、鈦合金等都具有實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化的潛力。然而，這些輕質(zhì)材料的成本在1～10美元/kg，波動(dòng)很大。除此之外，部分材料的可用性不高，與現(xiàn)有的沖壓成形技術(shù)及裝配工藝匹配性不高，導(dǎo)致加工過(guò)程成本增加。在這樣的背景下，各廠商開(kāi)始使用不同種類(lèi)的不銹鋼實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化，其中馬氏體不銹鋼最為突出。文中對(duì)馬

8)?金屬材料馬氏體相變聲發(fā)射特性蔣鵬，張璐瑩，王驍，李偉(東北石油大學(xué) 機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，大慶 163318)利用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)45鋼、GCr15鋼和T12鋼三種材料進(jìn)行連續(xù)冷卻條件下馬氏體相變監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，并以相變聲發(fā)射參量分布及波形特性為基礎(chǔ)，分析了馬氏體相變聲發(fā)射信號(hào)的時(shí)頻特性。結(jié)果表明，GCr15鋼具有明顯的等溫馬氏體相變特征，45鋼、T12鋼為變溫馬氏體特征，且片狀馬氏體聲發(fā)射信號(hào)幅值與能量高于板條狀馬氏體，具有較寬的頻率范圍。馬氏體相變；聲發(fā)射；

過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)?span id="syggg00" class="hl">馬氏體。利用TRIP效應(yīng)可以有效提高奧氏體不銹鋼壓力封頭的強(qiáng)度，相變的作用可以增加材料的流動(dòng)性，使封頭在液氮、液氦、液氫等低溫狀態(tài)下能保持良好的性能。但是形變誘發(fā)馬氏體含量過(guò)高有利于應(yīng)力腐蝕裂紋形核，促進(jìn)電化學(xué)溶解速率增大，成為應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展的活性通道，因此十分有必要控制封頭形變馬氏體含量。奧氏體不銹鋼封頭沖壓工藝是拉深和脹形工藝的結(jié)合。坯料在成形過(guò)程中經(jīng)歷復(fù)雜的變形路徑，底部主要受到雙向拉應(yīng)力作用，產(chǎn)生雙向拉應(yīng)變，坯料發(fā)生減??；凸緣部分受

-5Ni合金在馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度Ms以上10 K（Ms+10 K）變形前后的形狀記憶效應(yīng)和微觀組織. 結(jié)果表明，固溶態(tài)Fe-（14～21）Mn-5.5Si-8.5Cr-5Ni合金的形狀記憶效應(yīng)隨Mn含量增加而增加.這是由于：一方面，奧氏體屈服強(qiáng)度與應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體臨界應(yīng)力的差值隨著Mn含量的增加而增大，即提高M(jìn)n含量增強(qiáng)了奧氏體抵抗塑性變形的能力；另一方面，Mn含量的提高減小了應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體的寬度，抑制了α' 馬氏體的引入，從而提高了應(yīng)力誘發(fā)ε馬氏體的可

織的演變，分析馬氏體和奧氏體在熱機(jī)械訓(xùn)練前后的變化情況，探尋Fe－Mn－Si系形狀記憶合金在熱機(jī)械訓(xùn)練過(guò)程中記憶效應(yīng)的內(nèi)在機(jī)理。1 實(shí)驗(yàn)材料及方法實(shí)驗(yàn)材料為 Fe－15.5Mn－5Si－9Cr－5Ni，F(xiàn)e－15.5Mn－5Ni－5Al，F(xiàn)e－15.5Mn－5Si－9Cr－5Ni－0.5Mo（質(zhì)量分?jǐn)?shù)／%，下同），分別對(duì)應(yīng)于試樣1，2，3。經(jīng)鍛造后的鑄件根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行固溶處理，固溶溫度為1173K，固溶時(shí)間為30min。固溶處理后，將試樣加工成外徑為48

奧氏體相轉(zhuǎn)變?yōu)?span id="syggg00" class="hl">馬氏體相，即形變誘發(fā)馬氏體相變［3］。大量研究［4－6］表明，奧氏體不銹鋼的耐蝕性與馬氏體含量有密切關(guān)系。文獻(xiàn)［7］進(jìn)一步指出，當(dāng)馬氏體相含量小于6%或大于22%時(shí)，材料的耐蝕性隨馬氏體相含量的增加而降低；馬氏體相含量在6%～22%之間時(shí)，材料的耐蝕性又隨馬氏體相含量的增加而提高。因此，將加工制造及服役中的奧氏體不銹鋼應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相含量控制在合理范圍內(nèi)，能夠防止奧氏體不銹鋼的腐蝕失效事故發(fā)生。1 奧氏體不銹鋼的腐蝕失效除機(jī)械失效外，奧氏體不

014010)馬氏體相變研究的最新進(jìn)展(五)劉宗昌，計(jì)云萍(內(nèi)蒙古科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭 014010)4 馬氏體相變的阻力和馬氏體點(diǎn)20世紀(jì)前葉始，對(duì)于馬氏體相變熱力學(xué)進(jìn)行了大量的研究和計(jì)算，對(duì)相變驅(qū)動(dòng)力有了較為清晰的認(rèn)識(shí)，取得一定成績(jī)［6］。這里主要闡述相變阻力問(wèn)題，研究分析相變阻力的內(nèi)容和大小具有重要理論意義。任何自然事物的演化過(guò)程中均存在驅(qū)動(dòng)力，但也都受到阻力的作用。馬氏體相變的阻力包括應(yīng)變能、界面能等項(xiàng)，為正值。只有相變驅(qū)動(dòng)力的絕對(duì)值

檢測(cè)研究院形變馬氏體對(duì)奧氏體不銹鋼封頭性能的影響石 凱 姜海一 中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院奧氏體不銹鋼因其優(yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于石油化工特種設(shè)備領(lǐng)域。本文針對(duì)常見(jiàn)的形變馬氏體致奧氏體不銹鋼封頭泄露這一失效現(xiàn)象，闡述形變馬氏體的產(chǎn)生機(jī)理、影響因素以及其對(duì)封頭性能的影響，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施，旨在為不銹鋼封頭的制造和安全穩(wěn)定運(yùn)行提供參考，以減少失效事故的發(fā)生。形變馬氏體 奧氏體不銹鋼 封頭 力學(xué)性能 耐蝕性能基于石油化工裝置長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行的迫切需要，奧氏體不

24)應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變是形狀記憶合金的重要特性之一[1?4]。馬氏體之間的逐級(jí)相變表現(xiàn)為以一種馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N馬氏體，它們具有同一基面和長(zhǎng)周期層狀堆垛的結(jié)構(gòu)特征，只是堆垛順序不同[5?6]。在應(yīng)力作用下，1β′馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，由1β′馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)?α′馬氏體或1γ′馬氏體，應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變?nèi)Q于馬氏體的母相取向[7]。TAS等[8]研究 Cu-11.7%Al 合金拉伸變形過(guò)程中1β′馬氏體相變，發(fā)現(xiàn)馬氏體的母相取向與馬氏體相變及其塑性變形

不銹鋼形變誘導(dǎo)馬氏體的X射線衍射分析董登超，張 珂，吳園園，胡顯軍（江蘇?。ㄉ充摚╀撹F研究院，江蘇 張家港 215625）為準(zhǔn)確測(cè)定304L奧氏體不銹鋼中形變誘導(dǎo)馬氏體的含量，更好地解釋該材料中形變誘導(dǎo)馬氏體相變機(jī)制，使用X射線衍射法對(duì)一系列形變后的奧氏體不銹鋼樣品進(jìn)行研究，采用Rietveld全譜擬合法對(duì)各物相含量進(jìn)行分析，并與傳統(tǒng)的直接對(duì)比法、K值法進(jìn)行比較，該法能最大限度克服傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)。分析結(jié)果顯示：304L奧氏體不銹鋼形變過(guò)程中會(huì)發(fā)生α′和ε馬

4010)5 馬氏體相變的切變機(jī)制及其誤區(qū)1924年Bain提出了馬氏體相變機(jī)制的第一個(gè)模型，為壓縮應(yīng)變模型。1930年提出第1個(gè)切變模型，在以后的40余年中提出了一系列切變模型，由于每個(gè)模型均難以與實(shí)際符合，不斷修改或“完善”，到70年代共提出了8個(gè)晶體學(xué)切變模型。但最終所有的切變模型均與實(shí)際不符。馬氏體相變的形核長(zhǎng)大、馬氏體形貌、纏結(jié)位錯(cuò)、精細(xì)孿晶、微細(xì)層錯(cuò)、位向關(guān)系、表面浮凸等試驗(yàn)現(xiàn)象均不能用切變機(jī)制作出明晰而合理的解釋。晶格切變耗能太大，相變驅(qū)動(dòng)力

鋼淬火后獲得的馬氏體組織結(jié)構(gòu)不同，而且?jiàn)W氏體晶粒的尺寸不等、成分均勻性不同時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)?span id="syggg00" class="hl">馬氏體的組織形貌也不相同。工業(yè)用鋼淬火馬氏體組織結(jié)構(gòu)的研究已有百余年的歷史，且取得了豐碩的成果，但由于鋼的成分、加熱溫度、淬火冷卻方式不同，得到的馬氏體組織形貌形形色色，亞結(jié)構(gòu)也極為復(fù)雜，至今觀察分析尚不夠全面。深入觀察馬氏體的組織形貌與亞結(jié)構(gòu)是研究馬氏體相變機(jī)制的重要試驗(yàn)方法；另外，組織結(jié)構(gòu)與使用性能密切相關(guān)，因此，研究馬氏體的組織結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律具有重要的理論意義

成分的差異，其馬氏體相以密排六方晶系或斜方晶系的晶體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)。目前鈦合金中形成斜方馬氏體α″相的途徑主要有兩種，一種是合金在β相區(qū)固溶然后快速冷卻到室溫的過(guò)程中形成斜方馬氏體α″相，另一種是合金亞穩(wěn)定β相在室溫下的變形過(guò)程中形成斜方馬氏體α″相。斜方馬氏體α″相的形成可以在合金相變開(kāi)始時(shí)清楚的分辨出來(lái)，如果相變發(fā)生在較高的固溶溫度下，可以觀察到斜方馬氏體α″相向密排六方結(jié)構(gòu)的α相轉(zhuǎn)變。采用Time-Resolved HEXRD(時(shí)間分辨高能X射線衍射儀)可

孿晶及應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變來(lái)發(fā)生形變。當(dāng)馬氏體相變的溫度低于室溫時(shí)，β 相可以被應(yīng)力誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化為密排六方α'相或正交α″馬氏體相，影響鈦合金的力學(xué)性能。澳大利亞學(xué)者將熱軋得到的近β 鈦合金(Ti-25Nb-2.9Mo-3Zr-2Sn)圓棒在820 ℃固溶1 h 空冷后，加工成φ5 mm×6 mm 及φ6 mm ×7 mm 的試樣，分別進(jìn)行應(yīng)變速率為10-3s-1的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)及應(yīng)變速率為103s-1的動(dòng)態(tài)單軸壓縮實(shí)驗(yàn)。顯微組織觀察表明，不同應(yīng)變速率壓縮的試樣

030024）馬氏體不銹鋼是在常溫下金相組織為馬氏體的不銹鋼，它的成分和鐵素體不銹鋼相似[1]。其化學(xué)成分具有以下特點(diǎn)：含有大于12%的鉻，不含鎳或含有少量鎳（≤2.0%），高碳（一般大于0.1%）[2]，從而導(dǎo)致馬氏體不銹鋼在含有氯化物或硫化物介質(zhì)中的耐腐蝕性能變差，只適合于輕度腐蝕的環(huán)境中，如大氣、水蒸汽等[3]。針對(duì)馬氏體耐腐蝕性能的不足，目前改進(jìn)的方法主要有兩種，一是采用低碳和高鎳以獲得低碳馬氏體；二是加入鉬來(lái)提高其耐蝕性。鐵素體不銹鋼對(duì)晶間腐蝕敏

鐵磁性和熱彈性馬氏體相變特性的金屬間化合物．NiMn-Ga合金除具有磁場(chǎng)控制的雙向形狀記憶效應(yīng)外，還具有非常大的磁感生應(yīng)變，因此該材料集傳感和驅(qū)動(dòng)功能于一體，是新型磁驅(qū)動(dòng)記憶侯選材料，有重要的應(yīng)用前景，成為當(dāng)前材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理學(xué)界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一．多年來(lái)，人們對(duì)該材料的形狀記憶效應(yīng)、磁感生應(yīng)變、馬氏體相變、磁性起源等性質(zhì)進(jìn)行了一系列研究［1-4］，對(duì)非正配分比NiMnGa合金以及各種摻雜對(duì)合金性能的影響研究，取得了許多有重要價(jià)值的成果［5-7］．研究

Al合金線材的馬氏體結(jié)構(gòu)及其對(duì)力學(xué)性能的影響劉錦平1,2, 劉雪峰1,2，黃海友1,2，謝建新1,2(1. 北京科技大學(xué) 材料先進(jìn)制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2. 北京科技大學(xué) 新材料技術(shù)研究院，北京 100083)采用連續(xù)定向凝固技術(shù)制備Cu-12%Al(質(zhì)量分?jǐn)?shù))合金線材，通過(guò)改變?nèi)垠w溫度獲得不同結(jié)構(gòu)的馬氏體，研究馬氏體取向和形貌對(duì)線材力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：在引拉速度為10 mm/min、冷卻水溫為20 ℃、水流量為400 L/h

，提升了體系的馬氏體相變溫度，使母相在時(shí)效溫度下轉(zhuǎn)變成馬氏體相，并在其中測(cè)量到高達(dá)900 Oe的矯頑力．由于這種馬氏體相的逆相變溫度大幅提高，外推獲得其居里溫度在530 K附近．細(xì)小析出相的粗化使內(nèi)應(yīng)力消失，樣品又回到母相狀態(tài)．觀察到細(xì)小析出相粗化的兩個(gè)閾值溫度，分別為423 K和485 K．鐵磁形狀記憶合金，Mn2NiGa，時(shí)效處理，內(nèi)應(yīng)力PACS:75．20．En，81．30．Kf1.引言鐵磁形狀記憶合金(ferromagnetic shape mem

合金熱變形誘導(dǎo)馬氏體轉(zhuǎn)變歐陽(yáng)德來(lái)1,2，魯世強(qiáng)1，崔 霞1，李 鑫1，黃 旭3(1. 南昌航空大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，南昌 330063；(2. 南京航空航天大學(xué) 材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，南京 210016；(3. 北京航空材料研究院，北京 100095)為研究 TB6鈦合金在 β相區(qū)熱變形后快冷過(guò)程中形變誘導(dǎo)馬氏體的轉(zhuǎn)變行為，采用圓柱試樣在Thermecmaster?Z型熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行熱壓縮試驗(yàn)，并計(jì)算β相條件下的穩(wěn)定系數(shù)，觀察熱變形組織，測(cè)試材料的物