弈镁（上海）贸易有限公司曾在全国范围内向新老客户征集金相组织图片大赛，获得一等奖作品为Q345B铸钢试样的超高温激光加热-冷却过程在共聚焦显微镜金相形貌动态变化过程。

图1  样品发生马氏体转变时表面形貌变化

制作过程：

用电火花切割机将普碳铸钢Q345B（标准成分为C：≤0.20%，Si≤0.50%，Mn：≤1.70%，P≤0.035%，S：≤0.035%，Nb≤0.07%，V：≤0.15%，Ti≤0.20%，Cr≤0.30%，Ni：≤0.50%，Cu：≤0.30%，N：≤0.012%，Mo：≤0.10%）切成直径3mm厚2mm样品，保持端面平行，确保满足超高温共聚焦显微镜 (VL2000DX-SVF17SP)样品尺寸要求。试样按照常规手工操作，经过不同规格砂纸进行粗磨、精磨和抛光，得到镜面表面。

将制作好的金相试样放入刚玉坩埚内，置于超高温共聚焦显微镜样品台进行加热冷却，整个过程的温度-时间变化曲线如图2所示，Q345B铸钢样品经激光加热至熔化温度以下然后用氦气冷却至室温；加热时样品经历了奥氏体化，冷却时发生了马氏体转变。图1通过马氏体转变过程中表面浮凸显示马氏体降温转变过程中马氏体形态变化及马氏体体积数量增加过程。

图2 Q345B铸钢试样的热过程

点评：

1.当试样冷却到693.8℃的视野上可见有蝴蝶状新相生成，据马氏体形态学推断，应为马氏体，其中较大体积的一些蝶状马氏体两翼相交处有表面材料破碎现象，估计是由较大的切变应力造成，同时因表面破碎释放了马氏体转变的应变能，阻止了蝶状马氏体进一步长大；未转变部分可见隐约的浮凸，是马氏体切变应力在母相奥氏体中造成塑性变形；在抛光痕迹上可见有连串的新相生成，且相对体积较大，说明表面缺陷对马氏体新相生成的促进作用。

2.在618.7℃试样视野上可见，马氏体形态由蝶状马氏体转变为板条状马氏体，蝶状马氏体停止生长，板条马氏体迅速发展，成为主导相；一部分板条状马氏体以蝶状马氏体为基础孕育发展，一部分在划痕缺陷上生成；板条束交角大致为60°，符合低碳锰钢的马氏体形态相关研究报道。

3.在试样605.1℃视野是可见，随着温度的降低，板条状马氏体体积加大，继续分割未转变的母相奥氏体，但马氏体板条晶粒逐步变小；第四象限中的蝶状马氏体仍然可见有细小板条状马氏体诱发生成；未转变的母相基体可见形变浮凸。

4.在试样581.1℃视野上，马氏体转变基本完成，后续马氏体板条继续分割未转变的母相奥氏体；板条间可见少量残留奥氏体。

结论：

1.在本实验条件下，Q345B铸钢样品马氏体转变温度（Ms）明显高于中速常规奥氏体化条件下的马氏体转变温度，至少在693.8℃已经可见明显的马氏体相生成，其温度值约为常规加热制度下一倍。

2.Q345B铸钢在超高温度奥氏体化以后快速冷却发生马氏体转变时，首先生成蝶状马氏体；温度继续冷却蝶状马氏体由板条状马氏体代替。

3.本实验条件下生成蝶状马氏体，对于低碳低锰钢而言，未见类似报道；对此类蝶状马氏体的显微结构特征，须作进一步的研究以探讨其形成机理。


来源：材料与测试