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(ma)氏體轉變受鋼(gang)的化學成分、溫(wen)度、冷變形量(liang)及變形速率的影響。


  曾對(dui)不同成(cheng)分的(de)(de)Fe-Mn-Cr-Ni合(he)金的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(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)Fe-Mn合(he)金自1050℃水(shui)(shui)冷(leng)至(zhi)室溫(wen)(wen)(wen),發(fa)(fa)生γ→E轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian),相(xiang)(xiang)約為(wei)(wei)40%,再冷(leng)卻至(zhi)-196℃,y相(xiang)(xiang)幾(ji)乎(hu)全部轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)為(wei)(wei)ε相(xiang)(xiang),只生成(cheng)少量的(de)(de)α'相(xiang)(xiang)。成(cheng)分為(wei)(wei)Fe-5%Mn-15%Cr-9%Ni合(he)金自1050℃水(shui)(shui)冷(leng)至(zhi)室溫(wen)(wen)(wen),10min后冷(leng)至(zhi)-196℃,不發(fa)(fa)生馬(ma)氏(shi)體相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian),仍為(wei)(wei)100%的(de)(de)y相(xiang)(xiang);冷(leng)至(zhi)室溫(wen)(wen)(wen),再在(zai)(zai)20℃下(xia)施以40%冷(leng)變(bian)(bian)(bian)形,將發(fa)(fa)生γ→ε+α'的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian),轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)量約為(wei)(wei)20%,其中約2/3為(wei)(wei)ε相(xiang)(xiang),1/3為(wei)(wei)α'相(xiang)(xiang);如果自1050℃水(shui)(shui)冷(leng)至(zhi)室溫(wen)(wen)(wen)后,再在(zai)(zai)-196℃下(xia)施以40%的(de)(de)冷(leng)變(bian)(bian)(bian)形,發(fa)(fa)生γ→e+α'的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian),轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)量近90%,其中約1/4為(wei)(wei)ε相(xiang)(xiang),3/4為(wei)(wei)a'相(xiang)(xiang)。成(cheng)分為(wei)(wei)Fe-20%Cr-12%Ni的(de)(de)合(he)金自1050℃水(shui)(shui)冷(leng),10min后冷(leng)至(zhi)-196℃,不發(fa)(fa)生馬(ma)氏(shi)體相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian),冷(leng)至(zhi)室溫(wen)(wen)(wen)在(zai)(zai)20℃下(xia)施以40%的(de)(de)冷(leng)變(bian)(bian)(bian)形,僅發(fa)(fa)生γ→E轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian),相(xiang)(xiang)約為(wei)(wei)10%;如果冷(leng)至(zhi)室溫(wen)(wen)(wen)后再在(zai)(zai)-196℃下(xia)施以40%的(de)(de)冷(leng)變(bian)(bian)(bian)形,將發(fa)(fa)生γ→ε+α轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian),轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)量約為(wei)(wei)55%,15%為(wei)(wei)ε相(xiang)(xiang),40%為(wei)(wei)α'相(xiang)(xiang)。


對于奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼的馬氏(shi)體(ti)轉變的臨界溫度M3,已建立起若干Ms,點(dian)(a')與合(he)金(jin)成(cheng)分關系的經驗公式,下面是(shi)其中的一個表達式:


式 10.jpg


  上面(mian)兩(liang)個(ge)公式說明,奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹鋼中(zhong)合金元素含量越(yue)高(gao),馬氏體(ti)(ti)點就(jiu)越(yue)低,馬氏體(ti)(ti)轉變就(jiu)越(yue)不容易發生。


   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


 變形(xing)(xing)速(su)率(lv)(lv)對馬氏(shi)(shi)體轉變的影響主要(yao)是變形(xing)(xing)發(fa)熱導致材(cai)料溫(wen)度上升的作(zuo)用,即變形(xing)(xing)速(su)率(lv)(lv)越高,材(cai)料溫(wen)度也越高,因而α'馬氏(shi)(shi)體的生成量也越少。