有色金屬中的馬氏

1、有色金屬中的馬氏體相變材料學(xué)冉松江20152130032一、介紹通常，有色金屬和代位型有色合金中發(fā)生的馬氏體相變同樣是具有表面浮突的無擴(kuò)散位移型轉(zhuǎn)變，但具有比較小的應(yīng)變和小的熱滯。馬氏體的形態(tài)有片狀和板條兩種。馬氏體的亞結(jié)構(gòu)有堆垛層錯(cuò)、孿晶和位錯(cuò)。在相變中沿切變面發(fā)生孿生或滑移進(jìn)行調(diào)整，以符合晶體結(jié)構(gòu)的相變和形狀上的改變，馬氏體中亞結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)和相應(yīng)數(shù)量取決于合金系和合金組成。有色金屬和合金中的馬氏體相變可分成三組：第一組為溶劑原子具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，如Co、Ti、Zr、Hf 和 Li 合金；第二組為 Cu、Au 和 Ag 合金屬于 體心立方Hume-othery 合金組和 Ni 基形狀記憶合金(

2、 Ni-Al，Ni-Ti 合金) ；第三組是 Mn 和 In 合金的由 fcc 轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘乃慕? fct) 的轉(zhuǎn)變，屬很弱的一級(jí)相變或具二級(jí)相變特征。第一組：溶劑原子具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變Co 及其合金按每隔一個(gè)( 111) 晶面移動(dòng)a/6112的偏位錯(cuò)完成由 fcchcp( ) 的 馬 氏 體 轉(zhuǎn) 變，位 向 關(guān) 系 為: ( 111 )fcc/( 0001)hcp，112fcc/1100hcp.為此，在 Co 和 Co-Ni 合金的馬氏體中會(huì)含數(shù)量多的堆垛層錯(cuò)。Ti,Zr,Li合金由（bcc） （hcp） 和”。第二組 Cu、Au 和 Ag 合金屬于 體心立方Hume-othery 合金組和 N

3、i 基形狀記憶合金( Ni-Al，Ni-Ti 合金)合金母相中的有序或無序和超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體相。這些合金中很多是母相沿( 011)bcc的不同方向切變產(chǎn)生不同變態(tài)馬氏體相。它屬于弱的一級(jí)相變。第三組 Mn 和 In 合金的由 fcc 轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘乃慕? fct) 的轉(zhuǎn)變。屬很弱的一級(jí)相變或具二級(jí)相變特征二、Ti合金在大于臨界冷速條件下發(fā)生的馬氏體相變Ti 及其合金淬火過程中發(fā)生的馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)?bcchcp( 實(shí)際上還包括 Hf 和 Li 合金) 。hcp 相與緩慢冷卻中的轉(zhuǎn)變相相同，但轉(zhuǎn)變卻具有馬氏體相變的特征，hcp 結(jié)構(gòu)的馬氏體以 表示。 純 Ti 的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)? 1155K

4、( bcc) ( hcp) Ti-X 合金Ti-X 合金馬氏體相變不同于 Fe基合金的主要特點(diǎn):1) 1959 年 Kaufman 處理了二元 Ti-Zr 合金的 To溫度和 Zr 的原子分?jǐn)?shù) X 之間的關(guān)系曲線.Ti-Zr 合金馬氏體相變驅(qū)動(dòng)力 F( cal/mol) 與原子分?jǐn)?shù) X 及溫度的關(guān)系示于圖 2 中，請(qǐng)與 Fe-C 合金相似的圖對(duì)照可以知道: 引起 馬氏體相變的化學(xué)驅(qū)動(dòng)力約為 50 cal/mol( 圖上分別為 40 和60 cal / mol) ，F(xiàn)e-C 合金約 300 cal / mol，相比要小得多。當(dāng)然，這驅(qū)動(dòng)力是為了抵消馬氏體形成的應(yīng)變能和表面能以及基體中的儲(chǔ)存能。這樣，To Ms50 K。Banerjee 等指出: 純 Zr 和 Zr-5%Ti 合金以及 Zr-15%Ti 和 Zr-20%Ti 合金的馬氏體為純板條以及純片狀馬氏體; Zr-10%Ti 合金的為混合馬氏體。2) 馬氏體相變的 Ms Mf25K，為此，殘存 相很少被觀測(cè)到