利用MATLAB5.3对马氏体相变表象晶体学B-M理论的计算

利用MATLAB5 3对马氏体相变晶体学表象理论中的B M理论做了计算。结果表明 :计算值与实验值基本相符 ,偏差小于 4°。更重要的是 ,它的编程比C和FORTRAN语言要简便得多。

马氏体相变晶体学研究的最近进展

利用原子力显微镜(AFM)定量观测马氏体相变浮凸、对马氏体相变点阵变形特征进行研究所获得的新认识.在此基础上运用“位移矢量”理论对马氏体相变晶体学和形态学进行全面分析和研究,提出了马氏体相变的“不变平面应变”判据不具备普遍性以及{5 5 7}板条马氏体和{22 5}片状马氏体的惯习面均发生了较大转动的新观点.据此建立了{5 5 7}马氏体的形成模型,和实验结果吻合较好.最后根据马氏体变体间的自协作原理对孪晶马氏体和形状记忆合金中的多变体马氏体进行了全面的晶体学计算,其结果和实验值吻合,这样处理使表象理论的计算过程大为简化.

马氏体相变切-转晶体学理论及其应用

以马氏体相变切-转点阵变形机制为出发点,建立了基于形状变形IPS的定量晶体学理论,这个理论成功地应用于{3 15 10}_f和{2 5 2)_f两类基本马氏体相变,不仅解释了所有实测常规晶体学,而且还能用于理解各种马氏体形貌和{252}_f相变独特的晶体学特性。对于重要的理论预测,提供了新的试验证据;从切-转机制理论观点,对表象晶体学理论成功和失败以及{3 15 10}_f→{2 52}_f过渡进行了讨论。

马氏体相变晶体学概述(一)

阐明马氏体相变的惯习面、位向关系和亚结构等晶体学特征是马氏体相变研究的重要内容之一。金属材料马氏体相变的位向关系有K-S关系、N(或N-W)关系,G-T关系和Burgers关系等,相应的经典切变模型为K-S模型、N模型、G-T模型和Burgers模型。但这些模型均不能解释相变的表面浮凸和惯习面问题。以不变平面应变为基础的马氏体相变晶体学表象理论,即P1=RBP或P1P2=RB,能成功预测许多马氏体相变的晶体学特征。其不变线S的获得和求取是表象理论的关键,通过S的逆分解可以求解相变的惯习面和位向关系,结果与实验测定值相吻合。然而,应用上述理论求解板条马氏体和(225)f马氏体的晶体学特征的努力并不成功。近二三十年来,发展了晶体学理论的双点阵不变切变模型,F=RPS2S1。由此出发,能够说明板条马氏体和(225)f马氏体的晶体学特征。此外,简单介绍张文征等学者的一些马氏体相变晶体学方面的研究成果。

马氏体相变的晶体学特征—不变平面应变

自20世纪20年代以来,基于马氏体相变产生的浮凸和在母相中预先刻制的直线变成在相界面上连续的折线,提出了以切变为基础的马氏体相变的晶体学特征—"不变平面应变"的概念。随后,以该概念为基础建立了马氏体相变晶体学表象理论(PTMC)。然而,刘宗昌等基于相同的实验,即马氏体相变后的直线刻痕仍为直线和浮凸形态为帐篷形,分别在2010年和2013年《热处理》杂志上发表文章,否定马氏体相变的"切变"机制进而否定马氏体相变的"不变平面应变"。如所周知,否定马氏体相变的"切变机制"就是否定"不变平面应变",因此刘宗昌等于2013年发表的文章彰显出他们的轻率。本文作者已在3篇文章中列举用原子力显微镜和透射电镜观察的结果驳斥了他们的错误观点,至少可以说,他们没有理解我们文章中的实验和理论。为此,本文再次引用Yang和Wayman的透射电镜实验结果,即单变体马氏体使预存在的层错迹线(直线)变成折线,而自协调的多个马氏体可使迹线仍为直线;单变体马氏体的浮凸为N形,但多变体马氏体的浮凸可以是帐篷形或更为复杂的形态,由此可以说明刘宗昌等错误观点的原因。最近,本文作者及其合作者基于PTMC计算了Mn80Fe15Cu5热弹性合金马氏体相变的惯习面,并与实验结果相符,由此确认了"不变平面应变"是马氏体相变晶体学特征的正确性。

利用W-L-R理论对{225}_(f)马氏体转变的晶体学计算及其修正

分析了马氏体相变表象晶体学W-L-R理论不适用于{225}_f马氏体转变的原因,并作了修正,结果表明,修正后的W-L-R理论较成功地预测了不同合金的{225}_f马氏体转变,惯习面的理论预测值均与实验值符合较好,误差小于3.2°。

MnFeCu反铁磁形状记忆合金中FCC-FCT马氏体相变晶体学

反铁磁MnFeCu合金的形状记忆效应来自于FCC-FCT马氏体相变。相比于其他合金,MnFeCu合金体系的点阵畸变度较小。通过极小形变近似理论计算点阵不变形变为孪晶切变的FCC-FCT马氏体相变的相关晶体学参数,得到形式简单的解析解,与实验测量结果相吻合。比较ID近似理论计算结果与经典的WLR理论计算结果,可以发现前者是后者的高阶近似,在点阵畸变度较小的情况下,两者的精度几乎相同。由此可见,对于点阵畸变度较小的合金体系,应用ID近似理论预测相变晶体学极其便利,可以给出形式简单且精度较高的解析解。

用马氏体相变B-M表象理论对西山关系的初步分析

用马氏体相变表象B -M理论对Fe -3 1%Ni合金做了初步计算 ,认为B -M理论的简单切变面和切变方向需要通过非常复杂的试探计算才能进一步确定 ,而且与k -s模型的假定切变面和切变方向并不等价 。

马氏体相变研究的进展(一)

概述对马氏体相变基本特征认识的进程 ,以及与马氏体相变密切相关的形状记忆材料的发展。对马氏体相变热力学、动力学、晶体学、形核 -长大、非线性物理模型以及形状记忆效应、伪弹性和伪滞弹性研究进展作了总结。对马氏体相变的继续研究和应用作了展望。全文分两期发表。

马氏体相变研究的进展(二)

概述对马氏体相变基本特征认识的进程 ,以及与马氏体相变密切相关的形状记忆材料的发展。对马氏体相变热力学、动力学、晶体学、形核 长大、非线性物理模型以及形状记忆效应、伪弹性和伪滞弹性研究进展作了总结。

马氏体相变切变机制的实验和理论研究——评刘宗昌等的马氏体相变非切变机制

刘宗昌等学者近几年相继在国内杂志发表了有关马氏体相变非切变机制的论文,并将这些论文作为他们2012年出版的《马氏体相变》一书中的主要创新内容予以强调。他们否定已被国际公认的马氏体相变切变机制的主要依据有两条:1)马氏体相变切变机制缺乏实验基础,即缺乏现代实验技术,如透射电镜(TEM),原子力显微镜(AFM)的实验证明;2)根据他们的计算,马氏体切变能太大,相变驱动力无法克服切变能。本文作者首先结合马氏体晶体学表象理论(PTMC)给出论证马氏体相变切变机制的TEM和AFM实验;随后介绍徐祖耀提出的计算马氏体相变切变能的方法;最后评论刘宗昌等的论断和切变能的计算方法。

对马氏体相变切-转机制的讨论

对铁基马氏体相变fcc→bcc(bct)的“切-转机制”进行了评述.一方面指出该机制借鉴了西山模型,有其合理性,另一方面则指出该理论在概念及数学表述中存有值得商榷之处.计算表明,“切-转机制”亦即西山模型的实质为不变直线应变(ILS)而非不变平面应变(IPS).即使在转变过程中引入原子各向同性收缩也无法获得不变平面应变,而应该寻求新的调整方法.

马氏体相变研究进展

马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。本文主要阐述了马氏体相变的由来以及马氏体相变研究中的一些新进展,包括马氏体相变特性、马氏体相变热力学、马氏体相变晶体学和钢的马氏体相变。

拓扑模型在马氏体相变形状应变计算中的应用

在拓扑模型框架下由界面位错滑移产生的晶体塑性变形公式推导得到合金马氏体相变的形状应变(38)的矩阵表达式,研究表明:在拓扑模型中,马氏体相变形状应变(38)具有经典唯象理论中"不变平面应变"的形变特征,且该形状应变的产生源于合金界面位错结构等可观测的物理对象,相比于唯象理论,拓扑模型对马氏体相变形状应变的表征更具实际意义.

自协作原理对马氏体表象理论计算的改进

以Fe-31Ni为例,根据相变过程中变体之间以孪晶关系进行自协作,从而得到不畸变不转动惯习面这一原理,从马氏体相变时的位移矢量入手,计算了马氏体转变时呈孪晶关系的两个自协作变体的体积分数、惯习面指数及相变后马氏体与奥氏体之间的取向关系。由于在计算总畸变矩阵时不用考虑任何附加的转动矩阵,并应用了镜面对称操作,使计算过程简单,结果准确。

铁基合金中的马氏体变体及变体联合

用透射电镜研究了Fe-Ni-C和Fe-Ni-Cr-C合金试样中的马氏体形貌和晶体学。观察到了不同形貌的马氏体的变体生长,变体形状应变相互协调。还观察到在相变早期阶段由多个马氏体小片组成的变体联合。变体联合中,间隔的马氏体小片内具有同方向的(111)层错条纹。这些结果证实了切-转马氏体相变晶体学机制的理论预测。

NiMnIn基磁致形状记忆合金晶体学研究进展

NiMnIn基合金是一类新型磁控功能材料,具有优异的磁致形状记忆效应和磁热效应等。该合金磁控性能来源于磁场诱发的逆马氏体相变,即从弱磁性马氏体转变为铁磁性奥氏体。奥氏体和马氏体的晶体结构、马氏体微观组织晶体学特征、马氏体相变取向关系等晶体学知识,对于深入理解和优化该合金多功能磁控行为具有重要的指导意义。基于近年来在NiMnIn基磁致形状记忆合金晶体学研究方面取得的主要进展,围绕奥氏体和6M调制马氏体晶体结构特征、6M调制马氏体微观组织的晶体学特征及其形成机制、马氏体相变晶体学取向关系、马氏体相变转变路径、6M调制马氏体在外加载荷下的变体重排行为及其机制5个方面展开讨论。最后,对NiMnIn基磁致形状记忆合金晶体学研究存在的主要问题和发展趋势进行了总结和展望。

马氏体转变(一)

马氏体转变是一种切变型的,无成份改变的,无扩散的和无热激活的位移型相变。马氏体是应用于物理冶金上表示无扩散相变产物的通称。在铁基材料、有色金属材料和一些非金属晶体材料中都会发生马氏体转变。马氏体转变是许多重要工程材料进行强化的极其重要手段,因而受到极大的重视。马氏体转变的研究进展很快。本文吸取近一二十年来国内外的研究成果从其相变特征、形态、热力学、动力学、晶体学、性能和有色金属、陶瓷材料、形状记忆合金中的马氏体相变诸方面加以叙述,以期人们有较深刻的认识和了解。

马氏体转变(十一)

4.3马氏体转变晶体学表象理论计算示例[10,17,41]应用BM方法,对Fe-31wt%Ni合金fcc→bcc马氏体相变进行计算。

马氏体转变(九)

晶体学表象理论[2,5,10,17,41] 美国的Wechsler，Lieberman和Read一刮于1953年以及澳大利亚的Bowles和MackenzieH引于1954年分别独立提出马氏体相变的表象理论。研究对象是马氏体相变后马氏体与母相之间存在的晶体学关系：晶体点阵类型、点阵参数与相变惯习面、位向关系之间的联系。根据该理论，由母相和产物相的点阵参数，晶体结构能够对转变发生的惯习面和位向关系以及形状应变进行预测。