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。1882年到1902年他在伦敦的皇家矿业学院任冶金学教授，1899年被授予爵士爵位,为纪念他，把γ-铁及其固溶体的金相组织命名为奥氏体。