马氏体时效不锈钢的组织结构

马氏体

在正常化学成分和适宜热处理条件下，为了获得良好性能，马氏体时效不锈钢中的基体应为板条状马氏体。相邻的马氏体板条，基本上位向相同，而且相互之间是小倾角晶界接触；板条宽度约为0.025~2.25μm。晶粒度对板条宽度和分布没有影响，而捆的大小则随着晶粒度增大有变大倾向。用透射电镜观察，其亚结构主要是由高密度位错所组成，位错密度为（0.3 ~0.9）x10¹²cm/cm³。马氏体可以变温或等温形成；马氏体是体心立方结构，而且逆转变为奥氏体时，有很大的温度滞后，因而在较高温度时可以发生马氏体基体的沉淀；马氏体的硬度为HRC25左右，具有很好的塑性和韧性。

残余奥氏体

为了使马氏体时效不锈钢具有优良的性能，希望钢的基体为马氏体组织，钢中残余奥氏体尽量少。这就需要严格控制钢的马氏体转变温度Ms和适宜的铬当量和镍当量。对于马氏体时效不锈钢而言，利用（3）式可计算出马氏体相变温度，精确度可达±40 ℃，利用Cr、Ni含量对Ms温度影响来测定Ms温度，其精确度可达±20℃。

利用式（1）和（2）以及Cr、Ni含量与Ms的关系可计算出不含残余奥氏体和铁素体的马氏体时效不锈钢的化学成分。但是，就提高马氏体时效不锈钢的韧性而言，有少量残余奥氏体（包括逆转奥氏体）是有益的。

各元素的镍或铬当量为：Ni当量=%Ni +%Co+0.5%Mn +0.3%Cu +25%N+30%C          （1）

Cr当量= % Cr +2 % Si +1.5 % Mo +5 %V + 5.5 % Al+1.75 % Nb + 1.5 % Ti +0.75 %W           (2)

Ms（℃）=832-29%Cr-39%Ni-5%Co-36%Mo-0%T          （3）

金属间相

马氏体时效不锈钢在马氏体基体上析出细小、弥散的金属间化合物是使这类钢获得高性能的关键。研究表明，对于含Co、Mb的马氏体时效不锈钢，由于碳含量很低，故碳化物很少，在马氏体基体上主要有χ相，Laves相、Fe₂Mo、Ni₃Ti等金属间化合物析出。Ni₃Mo和Ni₃Ti均呈细长的棒状，而Fe₂Mo和NiBe则为球形。