大部分常用鎳鉻系奧氏(shi)體不銹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(shi)體(ti)轉變受(shou)鋼的化學成(cheng)分(fen)、溫度、冷變形(xing)量(liang)及變形(xing)速率的影響(xiang)。
曾對不(bu)同成分的(de)Fe-Mn-Cr-Ni合(he)(he)金(jin)的(de)馬(ma)(ma)氏體相(xiang)(xiang)(xiang)變(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)Fe-Mn合(he)(he)金(jin)自(zi)1050℃水冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)至(zhi)室(shi)溫(wen),發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)γ→E轉(zhuan)變(bian)(bian),相(xiang)(xiang)(xiang)約為(wei)(wei)(wei)40%,再(zai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻至(zhi)-196℃,y相(xiang)(xiang)(xiang)幾乎全部轉(zhuan)變(bian)(bian)為(wei)(wei)(wei)ε相(xiang)(xiang)(xiang),只生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成少(shao)量的(de)α'相(xiang)(xiang)(xiang)。成分為(wei)(wei)(wei)Fe-5%Mn-15%Cr-9%Ni合(he)(he)金(jin)自(zi)1050℃水冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)至(zhi)室(shi)溫(wen),10min后(hou)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)至(zhi)-196℃,不(bu)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)馬(ma)(ma)氏體相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian),仍為(wei)(wei)(wei)100%的(de)y相(xiang)(xiang)(xiang);冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)至(zhi)室(shi)溫(wen),再(zai)在(zai)(zai)20℃下施(shi)以40%冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)變(bian)(bian)形(xing),將發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)γ→ε+α'的(de)轉(zhuan)變(bian)(bian),轉(zhuan)變(bian)(bian)量約為(wei)(wei)(wei)20%,其中約2/3為(wei)(wei)(wei)ε相(xiang)(xiang)(xiang),1/3為(wei)(wei)(wei)α'相(xiang)(xiang)(xiang);如(ru)果自(zi)1050℃水冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)至(zhi)室(shi)溫(wen)后(hou),再(zai)在(zai)(zai)-196℃下施(shi)以40%的(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)變(bian)(bian)形(xing),發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)γ→e+α'的(de)轉(zhuan)變(bian)(bian),轉(zhuan)變(bian)(bian)量近90%,其中約1/4為(wei)(wei)(wei)ε相(xiang)(xiang)(xiang),3/4為(wei)(wei)(wei)a'相(xiang)(xiang)(xiang)。成分為(wei)(wei)(wei)Fe-20%Cr-12%Ni的(de)合(he)(he)金(jin)自(zi)1050℃水冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng),10min后(hou)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)至(zhi)-196℃,不(bu)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)馬(ma)(ma)氏體相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian),冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)至(zhi)室(shi)溫(wen)在(zai)(zai)20℃下施(shi)以40%的(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)變(bian)(bian)形(xing),僅發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)γ→E轉(zhuan)變(bian)(bian),相(xiang)(xiang)(xiang)約為(wei)(wei)(wei)10%;如(ru)果冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)至(zhi)室(shi)溫(wen)后(hou)再(zai)在(zai)(zai)-196℃下施(shi)以40%的(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)變(bian)(bian)形(xing),將發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)γ→ε+α轉(zhuan)變(bian)(bian),轉(zhuan)變(bian)(bian)量約為(wei)(wei)(wei)55%,15%為(wei)(wei)(wei)ε相(xiang)(xiang)(xiang),40%為(wei)(wei)(wei)α'相(xiang)(xiang)(xiang)。
對于奧(ao)氏體(ti)不銹鋼的(de)(de)馬氏體(ti)轉變的(de)(de)臨界溫度M3,已(yi)建立起若干Ms,點(a')與合金成分關系的(de)(de)經驗公式(shi),下面是其中(zhong)的(de)(de)一(yi)個表達式(shi):

上面(mian)兩個公式(shi)說明,奧氏體不(bu)銹鋼中合(he)金元素含量越(yue)高,馬氏體點就越(yue)低,馬氏體轉變就越(yue)不(bu)容易(yi)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。

變(bian)(bian)形(xing)速率(lv)對馬氏體(ti)(ti)轉變(bian)(bian)的(de)影(ying)響主要是變(bian)(bian)形(xing)發(fa)熱導致材料(liao)溫(wen)度(du)上升(sheng)的(de)作用,即變(bian)(bian)形(xing)速率(lv)越(yue)高,材料(liao)溫(wen)度(du)也(ye)越(yue)高,因而(er)α'馬氏體(ti)(ti)的(de)生成量也(ye)越(yue)少。

