含碳量对马氏体组织的影响

forging

1.组织形貌的演化
从低碳马氏体到超高碳马氏体，其二维形态从板条状→条片状→片状→凸透镜状演化。马氏体组织形貌由板条状过渡到片状，片状和透镜片状马氏体的空间取向增多，非集束化，而对应的三维形态应当为盘状→条片状→扁针状。马氏体片条从平行分布到呈现交角分布；在这个演化过程中，立体形状总的趋势是由盘状向扁针状演化。

2.亚结构的演化
从低碳马氏体到高碳马氏体，亚结构发生变化，低碳的板条状马氏体的亚结构主要是极高密度的位错，孪晶和层错少。中碳马氏体的亚结构也是以高密度位错为主，但孪晶增多。高碳马氏体的亚结构是孪晶＋高密度位错。电镜分析表明，从低碳到高碳马氏体，均有微细的层错亚结构存在，位错与层错往往是伴生的。

3.位向关系和惯习面的演化
不同含碳量的过冷奥氏体转变为马氏体时普遍存在K-S关系。钢中马氏体的惯习面随着含碳量和形成温度的不同而异，如从低碳马氏体到高碳马氏体，有（557）γ[原为（111）γ]→（225）γ→（259）γ。

4.晶体结构的演化
含碳量增加时，马氏体的晶体结构由体心立方（bcc）向体心正方（bct）结构过渡。当碳的质量分数小于0.2％时为体心立方结构的马氏体，正方度为1；而中碳、高碳马氏体的正方度大于1。某些钢中还有密排六方（hcp）ε马氏体。
上述这些演化均与奥氏体中的含碳量有关，说明碳原子在马氏体相变中起着重要作用。虽然碳原子和铁原子均进行无扩散位移过程，但是含碳量不同，新相和母相的自由能之差不等，即马氏体相变驱动力不同；转变温度不同，则影响马氏体的组织形貌和亚结构。