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MS點(diǎn)在生產(chǎn)中具有很重要的意義，因此了解影響Ms點(diǎn)的因素是十分必要的。

 

01化學(xué)成分的影響

 

一般說來，Ms點(diǎn)主要取決于鋼的化學(xué)成分，其中以碳含量的影響最為顯著，隨鋼中的碳含量增加，馬氏體相變的溫度范圍下降，如圖1所示。

 

隨碳含量增加，Ms點(diǎn)和Mf點(diǎn)的變化并不完全一致，Ms點(diǎn)呈較為均勻的連續(xù)下降；而Mf點(diǎn)在碳含量小于0.6%時(shí)比Ms點(diǎn)下降得更顯著，因而擴(kuò)大了馬氏體相變的溫度范圍（Ms-Mf）。但當(dāng)碳含量大于0.6%時(shí)，Mf點(diǎn)下降緩慢，并且因?yàn)镸f點(diǎn)已下降到0℃以下，致使淬火后的室溫組織中存在有較多的殘余奧氏體。 

 

 

圖1 碳含量對(duì)Ms和Mf的影響

 

N對(duì)Ms點(diǎn)的影響與C類似。

 

N和C一樣，在鋼中都形成間隙固溶體，對(duì)γ相和α相均有固溶強(qiáng)化作用，但對(duì)α相的固溶強(qiáng)化作用尤為顯著，因而增大了馬氏體相變的切變阻力，使相變驅(qū)動(dòng)力增大。同時(shí)，C、N還是穩(wěn)定γ相的元素，它們降低γ→α’相變的平衡溫度T0，故強(qiáng)烈地降低Ms點(diǎn)。

 

鋼中常見的合金元素均使Ms點(diǎn)降低，但效果不如碳顯著。只有Al和Co使Ms點(diǎn)升高（如圖2所示）。

 

 

圖2 合金元素對(duì)鐵合金Ms點(diǎn)的影響

 

降低Ms點(diǎn)的元素按其影響強(qiáng)烈程度順序排列為：Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、W、V、Ti。其中W、V、TI等強(qiáng)碳化物形成元素在鋼中多以碳化物形式存在，淬火加熱時(shí)一般溶于奧氏體中甚少，故對(duì)Ms點(diǎn)影響不大。

 

合金元素對(duì)Ms點(diǎn)的影響主要決定于它們對(duì)平衡溫度T0的影響以及對(duì)奧氏體的強(qiáng)化作用。凡劇烈降低T0溫度及強(qiáng)化奧氏體的元素（如C）均劇烈地降低Ms點(diǎn)。

 

Mn、Cr、Ni等既降低T0溫度又稍增加奧氏體強(qiáng)度，所以也降低Ms點(diǎn)。Al、Co、Si、Mo、W、V、Ti等均提高T0溫度，但也程度不同地增加奧氏體強(qiáng)度。

 

所以，

 

① 若前者作用較大時(shí)，則使Ms點(diǎn)升高，如Al、Co；

 

② 若后者作用較大時(shí)，則使Ms點(diǎn)降低，如Mo、W、V、Ti；

 

③ 當(dāng)兩者作用大致相當(dāng)時(shí)，則對(duì)Ms點(diǎn)影響不大，如Si。

 

實(shí)際上，鋼中合金元素之間相互影響十分復(fù)雜，鋼的Ms點(diǎn)主要還是要靠試驗(yàn)來測(cè)定。

 

一般認(rèn)為，凡是降低Ms點(diǎn)的合金元素也同樣降低Mf點(diǎn)。

 

02形變與應(yīng)力的影響

 

前已述及，當(dāng)奧氏體在Md-Ms之間進(jìn)行塑性變形時(shí)會(huì)誘發(fā)馬氏體相變。同樣，在Ms-Mf之間進(jìn)行塑性變形也可以促進(jìn)馬氏體相變，使馬氏體轉(zhuǎn)變量增加。一般來說，形變量越大，形變溫度越低，則形變誘發(fā)馬氏體轉(zhuǎn)變量就越多。

 

由于馬氏體相變必然產(chǎn)生體積膨脹，因此多向壓縮應(yīng)力將阻止馬氏體的形成，因而降低Ms點(diǎn)。而拉應(yīng)力或單向壓應(yīng)力往往有利于馬氏體形成，使Ms點(diǎn)升高。

 

03奧氏體化條件的影響

 

加熱溫度和保溫時(shí)間對(duì)Ms點(diǎn)的影響較為復(fù)雜。

 

加熱溫度升高和保溫時(shí)間延長(zhǎng)，有利于碳和合金元素進(jìn)一步溶入奧氏體中，而使Ms點(diǎn)下降，但同時(shí)又會(huì)引起奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，并使其晶體缺陷減少，馬氏體形成時(shí)的切變阻力減小，從而使Ms點(diǎn)升高。

 

一般情況下，若不發(fā)生化學(xué)成分變化，即在完全奧氏體化條件下，提高加熱溫度和延長(zhǎng)保溫時(shí)間將使Ms點(diǎn)有所升高；而在不完全加熱條件下，提高溫度或延長(zhǎng)時(shí)間將使奧氏體中的碳及合金元素含量增加，導(dǎo)致Ms點(diǎn)下降。

 

在奧氏體成分一定情況下，晶粒細(xì)化則奧氏體強(qiáng)度提高，馬氏體相變切變阻力增大，使Ms點(diǎn)下降。但當(dāng)晶粒細(xì)化并不顯著影響切變阻力時(shí)，則對(duì)Ms點(diǎn)沒有太大影響。

 

04淬火冷卻速度的影響

 

淬火冷卻速度對(duì)Ms點(diǎn)的影響如圖3所示。

 

 

圖3 淬火速度對(duì)Fe-0.5%C-2.05%NI鋼Ms點(diǎn)的影響

 

在淬火速度較低時(shí)，Ms點(diǎn)保持恒定，形成一個(gè)較低的臺(tái)階，它相當(dāng)于鋼的名義Ms點(diǎn)。在淬火速度很高時(shí)，出現(xiàn)Ms點(diǎn)保持恒定的另一個(gè)臺(tái)階。在上述兩種淬火速度之間，Ms點(diǎn)隨淬火速度增大而升高。

 

上述現(xiàn)象可解釋如下：

 

假設(shè)相變之間奧氏體中C的分布是不均勻的，在位錯(cuò)等缺陷處發(fā)生偏聚，形成“C原子氣團(tuán)”。這種“氣團(tuán)”大小與溫度有關(guān)，在高溫下原子擴(kuò)散能力強(qiáng)，C原子偏聚傾向較小，因此“氣團(tuán)”尺寸也較小。但當(dāng)溫度降低時(shí)，原子擴(kuò)散能力減弱，C原子的偏聚傾向逐漸增大，以內(nèi)“氣團(tuán)”尺寸隨溫度降低而逐漸增大。

 

在正常淬火條件下，這些“氣團(tuán)”可以達(dá)到足夠大小，對(duì)奧氏體起強(qiáng)化作用。而極快的淬火速度抑制“氣團(tuán)”的形成，引起奧氏體弱化，使馬氏體相變時(shí)切變阻力降低，因而Ms點(diǎn)升高。但當(dāng)冷卻速度足夠大時(shí)，“氣團(tuán)”彎曲 被抑制，Ms點(diǎn)不再隨淬火速度增大而升高。

 

05磁場(chǎng)的影響

 

試驗(yàn)證明，鋼在磁場(chǎng)中淬火冷卻時(shí)，外加磁場(chǎng)將誘發(fā)馬氏體相變，與不加磁場(chǎng)相比，Ms點(diǎn)升高，并且相同溫度下的馬氏體轉(zhuǎn)變量增加。但是，外加磁場(chǎng)只使Ms點(diǎn)升高，而對(duì)Ms點(diǎn)以下的相變行為并無(wú)影響。

 

如圖4所示，淬火冷卻時(shí)外加磁場(chǎng)使Ms升高至Ms’，但轉(zhuǎn)變量增加趨勢(shì)與不加磁場(chǎng)時(shí)基本一致。而在相變尚未結(jié)束時(shí)撤去外加磁場(chǎng)，則相變立即恢復(fù)到不加磁場(chǎng)時(shí)的狀態(tài)，并且馬氏體最終轉(zhuǎn)變量也不發(fā)生變化。 

 

 

圖4 外加磁場(chǎng)對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變過程的影響

 

外加磁場(chǎng)影響馬氏體相變的原因，主要是外加磁場(chǎng)使具有最大磁飽和強(qiáng)度的馬氏體相趨于更穩(wěn)定。

 

如圖5所示，在磁場(chǎng)中馬氏體的自由能降低，而磁場(chǎng)對(duì)于非鐵磁相奧氏體自由能的影響不大因此兩相平衡溫度T0升高，Ms點(diǎn)也隨之升高。也可認(rèn)為，外加磁場(chǎng)實(shí)際上是用磁能補(bǔ)償一部分化學(xué)驅(qū)動(dòng)力，由于磁力誘發(fā)而使馬氏體相變?cè)贛s點(diǎn)以上即可發(fā)生。這種現(xiàn)象從熱力學(xué)角度來看與形變誘發(fā)馬氏體相變很相似。

 

 

圖5 外加磁場(chǎng)引起Ms點(diǎn)升高的熱力學(xué)示意圖