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      馬氏體相變研究的最新進(jìn)展(六)

      2014-01-10 12:36:18劉宗昌計(jì)云萍
      熱處理技術(shù)與裝備 2014年6期
      關(guān)鍵詞:孿晶貝氏體晶格

      劉宗昌,計(jì)云萍

      (內(nèi)蒙古科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院,內(nèi)蒙古包頭 014010)

      5 馬氏體相變的切變機(jī)制及其誤區(qū)

      1924年Bain提出了馬氏體相變機(jī)制的第一個模型,為壓縮應(yīng)變模型。1930年提出第1個切變模型,在以后的40余年中提出了一系列切變模型,由于每個模型均難以與實(shí)際符合,不斷修改或“完善”,到70年代共提出了8個晶體學(xué)切變模型。但最終所有的切變模型均與實(shí)際不符。馬氏體相變的形核長大、馬氏體形貌、纏結(jié)位錯、精細(xì)孿晶、微細(xì)層錯、位向關(guān)系、表面浮凸等試驗(yàn)現(xiàn)象均不能用切變機(jī)制作出明晰而合理的解釋。晶格切變耗能太大,相變驅(qū)動力無力克服切變應(yīng)變能。馬氏體相變的切變學(xué)說無論實(shí)踐檢驗(yàn)還是理論檢驗(yàn)都是不合格的,因此馬氏體相變的切變“理論”尚不能稱為理論,而是不完整、不成熟的學(xué)說。

      造成切變學(xué)說誤區(qū)的原因之一是沒有采用系統(tǒng)科學(xué)的方法進(jìn)行研究。在20世紀(jì),材料科學(xué)家首先研究了珠光體轉(zhuǎn)變機(jī)理,緊接著就進(jìn)行了馬氏體相變機(jī)理的研究,因?yàn)橹楣怏w組織和馬氏體組織發(fā)現(xiàn)最早。學(xué)者們分別孤立地進(jìn)行了共析分解機(jī)理和馬氏體切變機(jī)理的研究。而貝氏體組織的發(fā)現(xiàn)較晚(約晚60年),20世紀(jì)50年代,貝氏體相變機(jī)制開拓者則借用了馬氏體的切變機(jī)制來解釋貝氏體的成因。20世紀(jì)70年代,擴(kuò)散學(xué)派利用共析分解理論解釋貝氏體相變。他們都忽視了貝氏體相變的過渡性,都沒有把過冷奧氏體轉(zhuǎn)變作為一個整合系統(tǒng)來研究,忽略了共析分解、貝氏體相變、馬氏體相變?nèi)叩南嚓P(guān)性、過渡性、交叉性,孤立地進(jìn)行了馬氏體相變切變機(jī)制的研究。

      20世紀(jì)前半葉,材料研究設(shè)備儀器落后,而SEM、TEM、HRTEM、STM等均是20世紀(jì)后半葉才投入應(yīng)用的,因此對馬氏體相變和馬氏體的物理本質(zhì)缺乏深入細(xì)致的試驗(yàn)觀察,所提出的切變機(jī)制缺乏充分的試驗(yàn)依據(jù),造成理論上的重重誤區(qū)。

      5.1 馬氏體相變切變機(jī)制的研究歷程及評價(jià)

      過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變是一個整合系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)將共析分解、貝氏體相變、馬氏體轉(zhuǎn)變作為一個整體,運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的方法進(jìn)行研究。但歷史上,貝氏體組織的發(fā)現(xiàn)晚于馬氏體組織近60年,也即人類對馬氏體相變的研究早于貝氏體相變約半個世紀(jì),因此,馬氏體相變的研究一直處于“孤立”的狀態(tài),缺乏與中溫轉(zhuǎn)變的聯(lián)系,不能從貝氏體相變研究中獲得啟發(fā)。相反,20世紀(jì)50年代提出的貝氏體相變機(jī)制,卻借用了馬氏體相變的尚不成熟的研究結(jié)果,指出貝氏體相變具有馬氏體相變那樣的切變機(jī)制。

      70年代,美國學(xué)者Aaronson從能量上否定了切變學(xué)說,指出貝氏體就是共析分解的產(chǎn)物,認(rèn)為貝氏體相變具有共析分解那樣的擴(kuò)散機(jī)制[30]。從而導(dǎo)致了貝氏體相變形成兩個學(xué)派,即切變學(xué)派和擴(kuò)散學(xué)派,并且兩派進(jìn)行了近40年的學(xué)術(shù)論爭。就這樣,馬氏體相變機(jī)制的研究一直沒有納入過冷奧氏體整合系統(tǒng),而“孤軍奮戰(zhàn)”到20世紀(jì)末。使學(xué)術(shù)界誤認(rèn)為切變機(jī)制是成熟的理論,至今,切變學(xué)說仍然被一些學(xué)者“奉為至寶”。

      劉宗昌等人運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的方法,吸收了國內(nèi)外學(xué)者正確的研究成果,同時指出了兩派的錯誤觀點(diǎn),指出貝氏體相變既非切變過程,也非共析分解;并提出了貝氏體相變新機(jī)制,實(shí)現(xiàn)了貝氏體相變理論的整合[33]。貝氏體相變研究的新進(jìn)展為馬氏體相變的研究提供了新思路,促進(jìn)了馬氏體相變機(jī)制的研究。

      馬氏體相變機(jī)制與中溫區(qū)的貝氏體相變存在密切的聯(lián)系,它是過冷奧氏體從中溫區(qū)到低溫區(qū),相變過程逐漸演化的結(jié)果。研究馬氏體相變機(jī)制不能割裂與貝氏體相變的聯(lián)系。

      1878年,索拜Sorby首先用金相顯微鏡觀察到淬火高碳鋼中的硬相,即高碳馬氏體組織。

      1895年法國學(xué)者Osmond將鋼中的這種硬相命名為馬氏體(Martensite)。

      1924年,美國學(xué)者Edgar Bain提出馬氏體相變具有表面浮凸現(xiàn)象。并且提出了馬氏體相變的應(yīng)變模型,稱為貝茵模型。

      1926~1927年,W.L.Fink和 Γ.Β.庫爾久莫夫等人各自分別用X-射線技術(shù)測得鋼中馬氏體為體心正方結(jié)構(gòu),并且第一次指出馬氏體是碳在α-Fe中的過飽和固溶體。此發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時具有理論意義,此定義一直延續(xù)到20世紀(jì)末才有人提出修改意見。人們發(fā)現(xiàn)不僅鋼中存在馬氏體相變,而且在有色金屬及合金,陶瓷材料中都可發(fā)生馬氏體相變。故該定義過時。

      1929年,周志宏等首先將電解鐵淬入水銀,獲得馬氏體組織。此舉證明,馬氏體也可以是體心立方結(jié)構(gòu),不為碳所過飽和。

      1930年,Γ.Β.庫爾久莫夫和 G.薩克斯(Sacks)首先測得1.4%C鋼中馬氏體與母相奧氏體保持一定的晶體學(xué)位向關(guān)系,即K-S關(guān)系[34]。據(jù)此設(shè)計(jì)了K-S切變模型,從此開始了馬氏體相變切變機(jī)制、相變晶體學(xué)的研究。

      1933年,R.E.邁爾(Mehl)測得中、高碳鋼中馬氏體在奧氏體的{225}γ晶面上形成,稱其為慣習(xí)面[35]。

      1934年,西山測得Fe-Ni合金馬氏體相變時存在西山關(guān)系,并且設(shè)計(jì)了西山模型。它具有K-S模型同類的缺點(diǎn)。

      1 949年,Greniger和Troiano測定了Fe-22%Ni-0.8%C合金中的馬氏體位向,發(fā)現(xiàn)了G-T關(guān)系[36]。并提出馬氏體相變是無擴(kuò)散的切變過程。該模型力圖解釋位錯和孿晶的存在和表面浮凸的形成。

      1951年,J.W.Christian首先提出了馬氏體相變的層錯形核模型[37]。

      1953年,F(xiàn)rank首先提出Fe-C{225}γ馬氏體與母相間的位錯界面模型。促成了K-D位錯胞核胚模型的提出。但K-D位錯胞馬氏體核胚模型至今沒有得到試驗(yàn)證實(shí)。母相和馬氏體中均不可能存在如此高的位錯密度,理論上與實(shí)際不符。

      1953~1954年,由 M.S.Wechsler等(W-L-R)和J.S.Bowles等(B-M)分別獨(dú)立地提出兩個馬氏體相變的表象學(xué)假說,其一稱為“W-L-R理論”;另一個稱為“B-M 理論”[38-39]。兩者基本上等價(jià),即指兩者的出發(fā)點(diǎn)和推理過程相近。學(xué)術(shù)界稱其為出色的“表象學(xué)理論”,現(xiàn)在從試驗(yàn)和理論上分析,這兩個學(xué)說的物理模型是錯誤的,因此其計(jì)算結(jié)果與實(shí)際不符是必然的,雖然個別合金中計(jì)算結(jié)果與實(shí)際符合,但計(jì)算機(jī)算出的結(jié)果是個案,不可信。

      馬氏體相變表象學(xué)說將貝茵應(yīng)變B,形狀應(yīng)變F,簡單切變S和剛性轉(zhuǎn)動R,用一個矩陣式描述:即F=RBS。此計(jì)算式的物理模型不正確,其中:

      1)貝茵應(yīng)變B太大,達(dá)21%,這與實(shí)際不符;

      2)形狀應(yīng)變F,用浮凸值表示,浮凸是相變比體積變化所致,是一級相變的必然結(jié)果,并非切變過程。

      3)簡單切變S,不能獲得真正的馬氏體晶格參數(shù),并且耗能太大。

      4)剛性轉(zhuǎn)動R是虛擬的,實(shí)際上不存在。

      物理模型的不當(dāng),必導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際不符,雖然在Au-Cd等合金中得到證實(shí),但僅是個案,不具普適性。對于低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼馬氏體的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際均不符。針對Fe基馬氏體,在20世紀(jì)70年代提出了非均勻切變模型,即所謂“近代唯象理論”。該假說較原始表象學(xué)說作了更多的假設(shè),處理更復(fù)雜,但是在定量計(jì)算上仍然無能為力[37]。

      1964年,Bogers-Burgers雙切變模型被提出。

      60年代末,70年代初,先后提出馬氏體相變的協(xié)作形變“理論”和范性協(xié)作模型,以及多次切變模型。到20世紀(jì)末就馬氏體相變機(jī)制已經(jīng)提出8種切變模型,但均不夠成熟。

      總之,19世紀(jì)末到20世紀(jì)前葉,學(xué)者們分別孤立地進(jìn)行了珠光體轉(zhuǎn)變、馬氏體相變和貝氏體相變的研究,雖然取得了一定的成果;但不足之處是沒有把過冷奧氏體作為一個整合系統(tǒng)來研究,理論研究缺乏系統(tǒng)性,整體性,忽略了共析分解、貝氏體相變、馬氏體相變?nèi)咧g的內(nèi)在聯(lián)系。在沒有應(yīng)用先進(jìn)設(shè)備搞清其物理本質(zhì)的情況下,過早地確定其轉(zhuǎn)變機(jī)制,因而出現(xiàn)認(rèn)識上的偏差和錯誤在所難免。

      直到20世紀(jì)末,馬氏體相變切變機(jī)制的研究也沒有形成完整而成熟的理論體系,假說多,模型多,與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)。

      5.2 馬氏體相變晶體學(xué)的經(jīng)典模型

      相變晶體學(xué)是相變機(jī)制的核心內(nèi)容,如果說相變熱力學(xué)、動力學(xué)的研究是外圍戰(zhàn),那么,晶體學(xué)的研究則是攻堅(jiān)戰(zhàn)。一個世紀(jì)以來,馬氏體相變晶體學(xué)研究進(jìn)行了大量理論研究工作,提出許多模型或假說。

      20世紀(jì)對馬氏體相變晶體學(xué)的研究經(jīng)歷了三個階段:

      第一階段,1924年Bain提出了應(yīng)變模型。該模型不能說明慣習(xí)面,而且應(yīng)變太大,不能說明馬氏體的亞結(jié)構(gòu)等,故為人們所擯棄。

      第二階段,從1930年開始,提出了一系列晶格切變模型,如K-S模型、西山模型、G-T模型、B-B雙切變模型、藤田模型等。這些模型均為針對某一具體發(fā)現(xiàn)的事例,設(shè)計(jì)一種切變模型,以說明相變時原子的具體移動方式,說明位向關(guān)系、慣習(xí)面等。但是,這些切變模型均不能與實(shí)際完好地吻合。

      第三階段,50年代初,提出了馬氏體相變晶體學(xué)唯象學(xué)說。晶體學(xué)唯象學(xué)說只推測相變過程的表象,而不能描述原子的遷動過程。它吸收了貝茵應(yīng)變模型和切變模型的成分,從“不變平面應(yīng)變”這一個基本觀點(diǎn)出發(fā),設(shè)計(jì)了一套可以定量計(jì)算的應(yīng)變模型。力圖說明母相、新相的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、位向關(guān)系、慣習(xí)面(指數(shù))、外形變化、亞結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,但多與實(shí)際不符。

      上述三個階段中,形成了許多個模型或假說,科學(xué)技術(shù)哲學(xué)告訴我們,假說只有不斷地被證實(shí),才能上升為理論。因此切變機(jī)制尚不是成熟的理論。以下僅介紹幾種經(jīng)典的切變模型。

      5.2.1 K-S切變模型和西山模型

      5.2.1.1 K-S 切變模型

      20世紀(jì)30年代初,庫氏和Sachs確定了1.4%C鋼中奧氏體與馬氏體之間的位向關(guān)系為:

      {111}A//{011}M<110>A//<111>M此稱為K-S關(guān)系。據(jù)此設(shè)計(jì)了材料學(xué)界眾所周知的K-S晶格切變模型。

      根據(jù)K-S關(guān)系,新相和舊相晶體的密排原子面相互平行,認(rèn)為相變時,母相的{111}γ面將轉(zhuǎn)變?yōu)樾孪嗟膡011}α面。因此,首先需要弄清{111}γ和{011}α面的原子排列情況和堆垛次序。見圖63,底面為密排面{111}γ。堆垛次序?yàn)锳BCABCAB……,●表示底層原子A,⊕表示中間層(第二層)原子B,○表示頂層(第三層)原子C。

      圖64(a)是1.4%的Fe-C馬氏體的原子排列情況和堆垛次序,為體心正方結(jié)構(gòu)(bct),底面為{011}α。圖64(b)圖是體心立方結(jié)構(gòu)的α-Fe的原子排列情況和堆垛次序,底面也為{011}α。

      切變分三步進(jìn)行:

      圖63 {111}γ面原子堆垛Fig.63 Atomic stacking of{111}γ

      圖64 (a)體心正方馬氏體和(b)體心立方α-Fe原子堆垛Fig.64 Atomic stacking of(a)body-centered tetragonal Martensite and(b)body-centered cubic α-Fe

      1)第一切變:見圖65,底面為{111}γ菱形,菱形角為60°。切變在{111}γ面上,沿著[11]γ方向進(jìn)行,底層原子不動,第二層?原子沿[211]γ方向移動0.057nm,○層原子移動0.114nm,切變角為19°28';含碳 1.4% 的 Fe-C 馬氏體(c/a=1.06,下同),切變角則為 15°15'。

      2)第二切變:在{211}α面上,沿著[111]α方向進(jìn)行一次小的切變,使60°角變成69°。如果不含碳,則使 60°角變成 70°32',如圖 66 所示。

      3)第3步,晶格線性調(diào)整,為使其符合實(shí)際的馬氏體晶格的面間距等參數(shù),轉(zhuǎn)變?yōu)閎ccM(0%C),進(jìn)行晶格參數(shù)調(diào)整,晶格參數(shù)調(diào)整量列于表3中。

      各切變參數(shù)依下列各式計(jì)算:

      許多書中將上述過程集中描繪在一個圖中,即將原子的遷移情況投影在底面菱形上,來表示切變?nèi)^程,圖67為K-S切變模型的平面投影[6]。圖67(a)表示{111}γ上原子的排列情況,圖67(b)表示第一切變后的情況,圖67(c)表示第二切變后的情況,圖67(d)表示經(jīng)調(diào)整成c/a=1.06的體心正方結(jié)構(gòu),圖67(e)表示經(jīng)過調(diào)整成體心立方 α-Fe的{011}α面上的原子排列情況。

      圖65 K-S第一切變Fig.65 The first shear of K-S

      圖66 K-S第二切變Fig.66 The second shear of K-S

      表1 γfcc→αbcc時主要晶格參數(shù)變化Table 1 The changes of main parameter of crystal lattice at γfcc→αbcc

      5.2.1.2 西山切變模型

      1934年,西山善次研究了Fe-Ni(34% ~37%Ni)合金的馬氏體相變,發(fā)現(xiàn)西山關(guān)系。并且提出一個切變模型,被稱為西山模型。此模型的第一次切變與K-S模型相同,也是在{111}γ晶面上,沿著[211]γ方向切變19°28'。但隨后不進(jìn)行K-S模型的第二次切變,而是直接進(jìn)行晶格參數(shù)調(diào)整,如使[211]γ軸收縮7.5%,[111]γ軸收縮1.9%,[110]γ軸膨脹13.3%,再使底面內(nèi)角由60°調(diào)整到70°32'。經(jīng)過這些調(diào)整,使其與實(shí)際的馬氏體晶格相符。西山關(guān)系與 K-S 關(guān)系相差 5°16'[6]。

      圖67 K-S切變模型的平面投影Fig.67 The plane projection of K-S shear model

      5.2.1.3 K-S 模型和西山模型的誤區(qū)

      兩個模型通過晶格切變,力圖得到了體心立方結(jié)構(gòu)的馬氏體,但問題較多:

      1)慣習(xí)面不符合。按此模型,慣習(xí)面應(yīng)為{111}γ,而實(shí)際上 Fe-C合金馬氏體的慣習(xí)面有{557}γ、{225}γ、{259}γ;具有西山關(guān)系的 Fe-Ni(34% ~37%Ni)合金,其慣習(xí)面是{259}γ,而非{111}γ。

      2)不能解釋馬氏體中孿晶、位錯、層錯等亞結(jié)構(gòu)的形成,也不能解釋浮凸現(xiàn)象。

      3)不符合省能原則。該模型的第一、第二兩次切變,是單晶體的晶格切變(當(dāng)時還沒有發(fā)現(xiàn)位錯、孿晶缺陷)這種晶格切變消耗的切變能太大,相變驅(qū)動力不足以完成切變過程[40]。

      4)按照K-S模型和西山模型,第一切變后,并沒有改變晶格類型,如切變前的堆垛方式是ABCABCABC…….,切變后變?yōu)锳BABAB………,相當(dāng)于抽出了C層。而A層、B層上的原子排列仍然與母相fcc上的A層、B層相同。即按照塑性變形理論,單純的切應(yīng)變是不能改變晶格類型的。

      5)按照K-S模型,第一、第二兩次切變后并沒有得到實(shí)際的馬氏體晶格,還需要調(diào)整晶格參數(shù)。西山模型的切變與K-S模型的第一切變相同,但不進(jìn)行第二切變,然后進(jìn)行晶格參數(shù)調(diào)整。晶格參數(shù)的調(diào)整需要原子再位移,怎么位移?位移就要再耗能。這些模型均沒有考慮。

      6)設(shè)想若省略第一切變、第二切變,直接進(jìn)行晶格參數(shù)調(diào)整,將所有晶格參數(shù)均調(diào)整為馬氏體的晶格參數(shù),就實(shí)現(xiàn)了晶格重構(gòu),變成了馬氏體。何必要切變呢?而且切變耗能太大,熱力學(xué)上不可能實(shí)現(xiàn)。

      即使按照切變學(xué)說發(fā)生了晶格切變過程,切變也沒有得到符合實(shí)際的真正的馬氏體晶格參數(shù)。按照金屬學(xué)原理,塑性變形不能改變晶格類型,因此這些模型均指出還需要晶格參數(shù)調(diào)整。奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體本來就是晶格重構(gòu)的過程,就是晶格參數(shù)調(diào)整的過程。因此切變是多余的動作,是臆造出來的。

      面心立方的母相轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方的馬氏體相,就是晶格重構(gòu)的過程,即晶格參數(shù)調(diào)整的過程。這種調(diào)整是母相原子向新相熱激活遷移過程,是新舊相自由焓差作用下的自發(fā)過程。切變徒勞無功,反而消耗了巨大的切變能。因此切變模型不可取。

      5.2.2 馬氏體相變的G-T模型

      G-T模型也是一個具有代表性的經(jīng)典模型。在1 949年A.B.Greninger和A.R.Troiano測得了Fe-22Ni-0.8C合金單相奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,慣習(xí)面為{259}γ,其位向關(guān)系接近K-S關(guān)系,稱為G-T關(guān)系,實(shí)際上是偏離K-S關(guān)系1°~2°,即:

      {110}α'//{111}γ差1°

      <111>α'//<110>γ差2°

      據(jù)此G-T關(guān)系,他們以均勻切變和非均勻切變合成的方式,提出了G-T模型。指出可以在主切變的基礎(chǔ)上沿著“馬氏體”一定的晶面進(jìn)行第二次切變。沿著慣習(xí)面的第一次切變?yōu)橹髑凶?,是均勻切變,而第二次切變是非均勻切變。如圖68所示。

      物體的應(yīng)變分為均勻應(yīng)變和非均勻應(yīng)變兩類。均勻應(yīng)變是指系統(tǒng)內(nèi)每一個基本單元,如每個晶胞發(fā)生的應(yīng)變量等于宏觀應(yīng)變量。如熱膨脹即是常見的均勻應(yīng)變。從晶格的角度講,均勻應(yīng)變總是晶格類型的改變或晶格參數(shù)的變化。非均勻應(yīng)變就是系統(tǒng)內(nèi)各部分應(yīng)變量不同,如金屬的塑性變形在微觀上是不均勻的。

      圖6 8(a)均勻切變和(b)非均勻切變Fig.68 (a)homogeneous shear and(b)non homogeneous shear

      從圖68可見,為了獲得宏觀切變角θ,可以采用均勻切變的方式,也可以采用非均勻切變的方式。非均勻切變可以通過δ和s的調(diào)整,采用滑移的方式或?qū)\生的方式均可以達(dá)到目的。但δ值要比晶格常數(shù)大得多時,非均勻應(yīng)變不改變晶格類型及參數(shù)。

      圖69是G-T模型的示意圖,其中圖69(a)表示以慣習(xí)面(中脊面)為基準(zhǔn)的均勻切變,即主切變。圖69(b)表示二次切變(滑移)的發(fā)生面,以及切變后外形的變化。二次切變是在經(jīng)過主切變的“馬氏體”中沿著{211}α晶面,在[111]α方向反復(fù)地進(jìn)行滑移。

      圖69 G-T模型示意圖Fig.69 Sketch map of G-T model

      按照G-T模型,當(dāng)非均勻切變區(qū)間距(δ)小于一定數(shù)值時,配以適當(dāng)?shù)那凶兞?s),二次切變發(fā)生宏觀為θ的切變。如果從圖69的K方向看去,二次切變的情形如圖70所示,θ為12°~13°,δ有十幾個原子層厚。

      (a)滑移;(b)孿生圖70 二次切變(a)sliding;(b)hemitropism Fig.70 The secondary shear

      完成G-T模型兩次切變后,并沒有完全達(dá)到實(shí)際馬氏體晶體的要求,為了與實(shí)際的馬氏體晶體相符,尚需作晶格參數(shù)調(diào)整。

      G-T模型存在的問題是:

      1)與慣習(xí)面不符,如該合金的慣習(xí)面實(shí)際是(225)γ,而非(259)γ。與小于1.4%C 的鋼中馬氏體的慣習(xí)面也不相符。

      2)雖然預(yù)示馬氏體中出現(xiàn)位錯和孿晶,但是馬氏體中的孿晶是相變孿晶,不是形變孿晶;是相變位錯,不是形變位錯。因此該模型不能解釋馬氏體中復(fù)雜的纏結(jié)位錯、精細(xì)孿晶、層錯形成的實(shí)際成因。也不能解釋鋼中馬氏體的正方度。

      3)兩次切變沒有得到真正的馬氏體晶格,切變后仍然需要晶格參數(shù)調(diào)整,需要原子的再移動。

      4)切變能量消耗太大,缺乏熱力學(xué)可能性。

      G-T模型的切應(yīng)變動作是晶體在外力作用下的滑移和孿生,金屬塑性變形不能改變晶格類型,因此將塑性變形的滑移和孿生應(yīng)用于相變過程是不妥當(dāng)?shù)?,馬氏體中的位錯和孿晶是相變過程中形成的,是相變位錯和相變孿晶,不是形變造成的,二者不能混淆。

      G-T模型完成兩次切變消耗了巨大的切變能。遺憾的是切變后并沒有得到實(shí)際的馬氏體晶格,仍需進(jìn)行晶格參數(shù)調(diào)整,才能與實(shí)際的馬氏體晶格參數(shù)相同。這實(shí)際上是需原子再移動,再耗能,在已經(jīng)消耗切變能量基礎(chǔ)上還需要追加晶格參數(shù)調(diào)整的能耗。

      總之,G-T模型沿襲了K-S、西山模型同樣的錯誤,因此也是不可取的。

      值得注意的是:Ti-5Mo合金中,成分與結(jié)構(gòu)相同的母相形成的α馬氏體,為六方結(jié)構(gòu),慣習(xí)面接近{344}β,但是沒有亞結(jié)構(gòu),無亞結(jié)構(gòu)的馬氏體雖然少見,但也是馬氏體相變。沒有位錯,也沒有孿晶,還需要按G-T模型進(jìn)行切變嗎?還需要滑移或?qū)\生嗎?更應(yīng)當(dāng)注意的是:至今研究發(fā)現(xiàn),不僅在有色金屬的馬氏體中存在層錯亞結(jié)構(gòu),在低碳鋼、高碳鋼、鐵基合金馬氏體中普遍存在層錯亞結(jié)構(gòu),而層錯馬氏體的形成不能用位錯滑移或?qū)\生等切變機(jī)制解釋??梢娗凶兡P褪桥c實(shí)際馬氏體相變無關(guān)的學(xué)說,是錯誤的。

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