相變態與動力學

麻田散鐵(martensite)

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麻田散鐵是當你把沃斯田鐵冷得太快、快到碳原子來不及移動時所得到的東西:晶體被迫在完全沒有擴散的情況下改變形狀。原子不是慢慢走到新位置,而是整個晶格瞬間協同剪切,把碳困在原地。這就是淬火鋼刀鋒背後那個又硬又脆的相。

快速淬火跳過 TTT 與 CCT 圖上所有的 C 曲線,在碳仍溶著的狀態下抵達麻田散鐵起始溫度(Ms)。面心立方的沃斯田鐵於是啪地變成體心正方(BCT)結構,像體心立方的鐵,但被擠進去的碳沿著一個軸拉長。那個被拉長、被碳卡住的晶格使差排極難移動,所以麻田散鐵非常硬、非常強,卻很脆。它不需擴散(athermal,非熱活化):形成的量取決於你冷到 Ms 以下多少,而不是你保持多久。

麻田散鐵是鋼能被硬化的原因,但剛淬火的它往往太脆而不能用,而且淬火會累積危險的內應力(有開裂風險)。所以它幾乎總是接著被回火,以一點硬度換取急需的韌性。注意硬度隨含碳量上升,而要讓厚件內部都成為全麻田散鐵,取決於硬化能,不只是淬火速度。

把 0.8 percent C 的沃斯田鐵水淬,形成的 BCT 麻田散鐵約在 60 到 65 洛氏 C:極硬,但脆到未回火前受衝擊就會碎裂。

不需擴散的剪切把碳困住,使鋼變硬。

麻田散鐵不在鐵-碳相圖上,它是快速冷卻的非平衡產物。它的硬度來自被困住的碳,所以低碳鋼形成的是軟的麻田散鐵。

又称
馬氏體