大部分常用鎳鉻系奧氏體不銹(xiu)鋼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。


 馬氏體轉變受鋼的(de)化學成分、溫度(du)、冷變形量及變形速率(lv)的(de)影(ying)響。


  曾對不(bu)同成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)Fe-Mn-Cr-Ni合(he)(he)金的(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)進行過研究(jiu)(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)Fe-Mn合(he)(he)金自(zi)1050℃水冷(leng)(leng)至(zhi)室(shi)(shi)(shi)溫,發(fa)(fa)(fa)生γ→E轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian),相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)約(yue)為40%,再(zai)冷(leng)(leng)卻至(zhi)-196℃,y相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)幾乎全部(bu)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian)為ε相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang),只生成(cheng)(cheng)少量(liang)的(de)(de)(de)α'相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。成(cheng)(cheng)分(fen)為Fe-5%Mn-15%Cr-9%Ni合(he)(he)金自(zi)1050℃水冷(leng)(leng)至(zhi)室(shi)(shi)(shi)溫,10min后冷(leng)(leng)至(zhi)-196℃,不(bu)發(fa)(fa)(fa)生馬(ma)氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian),仍為100%的(de)(de)(de)y相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang);冷(leng)(leng)至(zhi)室(shi)(shi)(shi)溫,再(zai)在20℃下(xia)施(shi)以40%冷(leng)(leng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形,將(jiang)發(fa)(fa)(fa)生γ→ε+α'的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian),轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian)量(liang)約(yue)為20%,其中(zhong)約(yue)2/3為ε相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang),1/3為α'相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang);如果自(zi)1050℃水冷(leng)(leng)至(zhi)室(shi)(shi)(shi)溫后,再(zai)在-196℃下(xia)施(shi)以40%的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形,發(fa)(fa)(fa)生γ→e+α'的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian),轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian)量(liang)近90%,其中(zhong)約(yue)1/4為ε相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang),3/4為a'相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。成(cheng)(cheng)分(fen)為Fe-20%Cr-12%Ni的(de)(de)(de)合(he)(he)金自(zi)1050℃水冷(leng)(leng),10min后冷(leng)(leng)至(zhi)-196℃,不(bu)發(fa)(fa)(fa)生馬(ma)氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian),冷(leng)(leng)至(zhi)室(shi)(shi)(shi)溫在20℃下(xia)施(shi)以40%的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形,僅發(fa)(fa)(fa)生γ→E轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian),相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)約(yue)為10%;如果冷(leng)(leng)至(zhi)室(shi)(shi)(shi)溫后再(zai)在-196℃下(xia)施(shi)以40%的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)變(bian)(bian)(bian)(bian)形,將(jiang)發(fa)(fa)(fa)生γ→ε+α轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian),轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian)量(liang)約(yue)為55%,15%為ε相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang),40%為α'相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。


對于奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)馬(ma)氏體轉變(bian)的(de)(de)臨界溫度M3,已建立起若干(gan)Ms,點(dian)(a')與(yu)合金成分(fen)關系(xi)的(de)(de)經(jing)驗公式(shi),下面是其中的(de)(de)一個表達式(shi):


式 10.jpg


  上面兩個公式說明,奧氏體不(bu)銹鋼中合金(jin)元素含量越高(gao),馬氏體點就越低(di),馬氏體轉變就越不(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)形速(su)率對(dui)馬氏(shi)體(ti)轉變(bian)的影響主要是變(bian)形發熱導致(zhi)材料溫度上升的作(zuo)用,即變(bian)形速(su)率越高(gao),材料溫度也(ye)越高(gao),因而α'馬氏(shi)體(ti)的生成量也(ye)越少。