奥氏体和马氏体

一、奥氏体和马氏体比勒发现镍钛合金的形状记忆效应是很偶然的，当时的比勒，对形状记忆效应只是知其然而不知其所以然。他只是知道直条状的镍钛合金，在冷态下弯曲成形以后，一加热就可以回复原来的直条状。他也知道这种变化是可以重复的，是有规律的。但他当时还不知道镍钛合金为什么会有这样的变化。不过，他的发现引起了科学界极大的兴趣，从20世纪60年代初到70年代末，经过各国科学家将近20年的努力探索，终于掲开了形状记忆的密秘，基本搞清了形状记忆效应的机理，为发现更多的记忆合金品种，为记忆合金在各方面的应用创造了条件。某些合金具有特殊的形状记忆功能，而一般的金属没有形状记忆功能,这究竟是为什么呢？如果我们只从客观上观察，当然是没有办法回答这个问题的。因为金属从表面上看都差不多，它们都具有金属光泽，都有一定的强度、硬度和延展性，都能够传热，容易导电。可是，当我们利用光学显微镜和电子显微镜以及x射线等现代化精密仪器深入研究合金的内部组织和晶体结构时,记忆合金的谜底就公被掲开。如果我们把一块有形状记忆功能的镍钛合金片放大100倍，就会看到一个个多边形，这就是金属结晶的颗粒。在高温情况下,这个金属片是由多边形的晶粒组成的。我们把这种由多边形的晶粒组成的组织称为“奥氏体”。为什么称为奧氏体呢？因为这种组织是19世纪末，一位英国科学家奧斯丁在研究钢和铸铁的显微组织时，首先在显微镜下观察到的，所以就以他的名字命名了。又因为奥氏体是在高温状态下存在的，所以一般又把这种显微组织叫做高温相或者叫做母相。如果把这块镍钛合金片经过一番热处理，快速放人冰水里冷却，然后取出来放到光学显微镜下放大100倍，就会看到这块金属片的结晶组有的变成了菱形，好像一片金刚石；还有的一头尖一头宽，好像一个楔子；还有的一头尖一头开口，好像英文字母v的形状；还有叉状的，好像树杈一样呢。科学家把这儿种形状的显微组织统称为“马氏体”。马氏体最先是在淬火钢中发现的，是由奥氏体转变来的，1895年为纪念德国科学家马登斯而正义命名。后来，马氏体的名称不仅用于钢的淬火产物而且把符合马氏体相变特征的相变产物，统称为马氏体。如果把这块镍钛合金片又放回冰水中使弯曲变形，然后取出来用打火机对着它缓缓加热。此时，记忆功能的镍钛合金片，慢慢回复了它原来的形状。现在我们再把回复原来形状的金属片放在显微镜下，放大100倍，就会发现那些树杈、楔子和金刚石都不见了，又成一个个多边形了。也就说,它的显微组织也和它的宏观外形一样，随着温度的升高，又回复了原来的奥氏体组织，也就是回到了它的母体。这样我们就搞清楚了，原来，记忆合金的显微组织，可以随着温度的变化，由高温母相变成低温马氏体，又可以由马氏体变回母相。这就是记忆合金的宏观外形可以变去的原因。科学家把奥氏体受冷时，显微组织由母相向马氏体的相变，叫做“马氏体相变”把马氏体受热时，由马氏体变回母相的转变，叫做“马氏体逆转变”。知识卡片罗伯茨•奥斯汀英国冶金学家。18岁进入皇家矿业学院。1875年当选为英国皇家学会会员，后在造币厂从事金、银和合金成分的研究，成为了举世闻名的铸币权威。