大部分常用鎳鉻系奧氏體(ti)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)(de)化學(xue)成分(fen)、溫度、冷變形量及變形速率的(de)(de)影響。
曾對不同成分的(de)(de)(de)Fe-Mn-Cr-Ni合金的(de)(de)(de)馬氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)變(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合金自(zi)1050℃水(shui)冷(leng)(leng)(leng)至(zhi)(zhi)室(shi)(shi)溫(wen)(wen)(wen),發(fa)生(sheng)(sheng)γ→E轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian),相(xiang)(xiang)(xiang)約為(wei)(wei)(wei)40%,再冷(leng)(leng)(leng)卻至(zhi)(zhi)-196℃,y相(xiang)(xiang)(xiang)幾乎全(quan)部轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)為(wei)(wei)(wei)ε相(xiang)(xiang)(xiang),只(zhi)生(sheng)(sheng)成少量(liang)的(de)(de)(de)α'相(xiang)(xiang)(xiang)。成分為(wei)(wei)(wei)Fe-5%Mn-15%Cr-9%Ni合金自(zi)1050℃水(shui)冷(leng)(leng)(leng)至(zhi)(zhi)室(shi)(shi)溫(wen)(wen)(wen),10min后冷(leng)(leng)(leng)至(zhi)(zhi)-196℃,不發(fa)生(sheng)(sheng)馬氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian),仍為(wei)(wei)(wei)100%的(de)(de)(de)y相(xiang)(xiang)(xiang);冷(leng)(leng)(leng)至(zhi)(zhi)室(shi)(shi)溫(wen)(wen)(wen),再在20℃下(xia)施(shi)(shi)(shi)以(yi)40%冷(leng)(leng)(leng)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing),將發(fa)生(sheng)(sheng)γ→ε+α'的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian),轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)量(liang)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);如果自(zi)1050℃水(shui)冷(leng)(leng)(leng)至(zhi)(zhi)室(shi)(shi)溫(wen)(wen)(wen)后,再在-196℃下(xia)施(shi)(shi)(shi)以(yi)40%的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing),發(fa)生(sheng)(sheng)γ→e+α'的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian),轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)量(liang)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)(de)(de)合金自(zi)1050℃水(shui)冷(leng)(leng)(leng),10min后冷(leng)(leng)(leng)至(zhi)(zhi)-196℃,不發(fa)生(sheng)(sheng)馬氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian),冷(leng)(leng)(leng)至(zhi)(zhi)室(shi)(shi)溫(wen)(wen)(wen)在20℃下(xia)施(shi)(shi)(shi)以(yi)40%的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing),僅(jin)發(fa)生(sheng)(sheng)γ→E轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian),相(xiang)(xiang)(xiang)約為(wei)(wei)(wei)10%;如果冷(leng)(leng)(leng)至(zhi)(zhi)室(shi)(shi)溫(wen)(wen)(wen)后再在-196℃下(xia)施(shi)(shi)(shi)以(yi)40%的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing),將發(fa)生(sheng)(sheng)γ→ε+α轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian),轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)量(liang)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(dui)于奧氏體不銹鋼的馬氏體轉變的臨界溫度M3,已建立起若干Ms,點(dian)(a')與合金成分關系(xi)的經驗公式(shi)(shi),下(xia)面是其中的一個表達式(shi)(shi):

上面兩個(ge)公式說明,奧氏體不銹(xiu)鋼中(zhong)合金元素含量越(yue)高(gao),馬氏體點(dian)就(jiu)(jiu)越(yue)低,馬氏體轉變就(jiu)(jiu)越(yue)不容易發(fa)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。

變形速率對(dui)馬氏體轉變的影響(xiang)主要是變形發熱導致材料溫度(du)上(shang)升的作用(yong),即變形速率越(yue)高,材料溫度(du)也越(yue)高,因而α'馬氏體的生成量也越(yue)少。

