四、討 論 1.稍经范性形变即产生大量层错这一事实表明，实验所用钢种的层错能都是很低的。 这主要是含锰量高的结果。层错与李晶及具有密排六方结构的e马氏体关系很密切。在面心 立方基体的{111}面上，每隔一个晶面出现一次t〈112〉型层错即形成e马氏体，每个 属面出现一次古〈112〉型层错则形成李晶。可见，层错能低对于形成李晶和ε马氏体都是 有利的。另一方面，李晶的形成无化学推动力，仅需要应力或应变能，而ε相则可能由于化 :学能的降低从Y相产生，当然，应力对这个转变也会提供附加的推动力。因此，奥氏体的稳 定性在决定范性形变时是否产生ε相或孪晶应该起着关键性的作用。 按照Schu mann〔8)的数据（图21），实验用钢 的锰与C的含量接近图中Y区与Y+e区的边界，Cr会使 Mn% Y相的稳定性适当提高一些。三种钢互相比较起来， A01由于Mn、C、Cr偏高，稳定性应比A02与A03更 好，这可能是为什么A02和A03在变形时发生Y→e转 Y+e 变，但A01中的层错却发展成为形变李晶的原因。由此 也可以推测，过去关于高锰钢强化机理的分歧多半是各 Y+e+a 人所用钢材成分不同造成的。 Y+a 2.层错能低，位错扩展宽度大，交叉滑移困难固 片24b002 然可以提高钢的加工硬化能力，而层错本身也可以直接 C% 构成位错运动的障碍。根据Ash bec(9〕所作的理论分 图21Fe-Mn-C合金经950°- 析，出一片层错被另一晶面上的偏位错切制时，依赖于 1100℃水冷至室温(20℃)的组织 层错矢景与偏位错矢量的配合，所需能昼为沿交线每原子面子E,或。E,(E,与E,分别为 空位与填隙原子形成能)，这不是很小的数值。层错对位错运动的阻碍作用，从图15与16中 位错在层错前的塞积得到直接的证明。 由层错重迭发展成的孪晶或ε马氏体，阻碍位错的作用应该更大。单纯从一片层错、一片 李晶或者一片马氏体来看，这种作用或许是有限的。譬如在图17与18中，虽然有些滑移带被 孪晶和ε片阻断了，但是仍然有很多滑移带穿过了它们，显得没有象图19与图20中的大块退 火李晶和大角度晶界那样有效。但是，当层错、孪晶或ε相的密度很高时，无疑会使钢得到 充分的强化。在这方面需要进一步研究层错、孪晶和ε相与强化的定量关系以及它们之间的 差别。 五、结 論 1.50Mn18Cr4是一种层错能很低的奥氏体钢，变形时容易产生层错。 2.锰、碳、铬含量高的钢，Y相稳定性也高，变形时产生的层错倾向于发展成为形变 李晶，反之，则倾向于发展成为ε马氏体（对另外四种同类型钢的x线结构分析，得到了一致 的结果〔10))。 3,层错、孪晶、形变感生e马氏体以及它们对位错运动的阻碍，构成了50Mn18Cr4的 105四 、 封 箫 1 . 稍经 范性 形 变 即产生大量 层错 这一 事实表明 , 实验 所用钢 种 的层 错能都是很 低的 。 这主 要是 含锰 量 高 的结 果 。 层错 与 孪晶及 具有密排 六方结 构的 e 马氏 体关 系很密切 。 在面 心 文方基体的 毛n l } 面 上 , 每隔一个晶面 出现 一次 古 (1 1妙 型 层错 即形成 “ 马 氏体 , 每 个 城面出现一次 古 <1 12 ) 型 层错则 形成 孪晶 。 可 见 , 层错能低 对 于 形成 孪晶和 e 马 氏体 都 是 有利的 。 另一方 面 , 孪晶的形成无 化学推 动力 , 仅需要应 力或应 变能 , 而 e 相 则可 能 由于 化 学 能 的降低从 丫 相产生 , 当然 , 应 力对这个转变 也 会提供附加 的推 动力 。 因此 , 奥氏 体的 稳 定性在决 定 范性 形变时 是 否产生 e 相 或 孪晶应 该 起着关键性的作用 。 按照 S e h u m a n n ( 8 〕的数 据 ( 图 2 1 ) , 实验 用钢 的锰与 C 的含量接近 图中Y 区与 Y + 。 区 的边界 , C r会使 丫 相 的稳定性适 当 提高一些 。 三种 钢 互 相 比较起来 , A o l 由于 M n 、 C 、 C r偏 高 , 稳定性应 比 A 0 2与 A 0 3 更 好 , 这可 能 是为什 么 A 02 和 A 03 在 变形 时 发生 Y , 。 转 变 , 但 A 01 中 的层错 却 发展 成为形变 孪晶的原 因 。 由此 也可 以 推测 , 过 去关 于高锰 钢 强化机 理 的分 歧 多半是 各 人所用钢材成分 不 同造成 的 。 2 . 层错 能低 , 位 错扩 展 宽度大 , 交 叉滑移 困难 固 然可 以 提 高钢 的加 工 硬化 能 力 , 而层 错本 身也可 以 直 接 构成位 错 运动 的 障碍 。 根 据 A s h h e 。 〔g 〕所作 的理论 分 析 , 、 场一 片 层错 被 另一 晶而 上的 偏位 错切 割 时 , 依赖 于 ,口 M n % 万 Y + e Y + 七 小 a 丫 + a 李 卜. . . . . ` . . . - 山 . . . 口 . ` 一 J 一 二卜~ J ’F 月之 衫 口` 帕 名。 ,. 含 C % 图 2 1 F e 一 M n 一 C 合 金 经 9 5 0 。 一 1 1 0 0 ℃水冷 至 室温 (2 0 ℃ ) 的组 织 层错矢最与 偏位 错矢锄 配 合 , 所需能 量为沿交 线 每 原子面 彗 “ · 心 “ : `“ · 与 “ ! 分别为 空位与填 隙原 子 形成 能 ) , 这 不 是很 小 的数值 。 层错对位错运 动 的阻 碍作用 , 从 图 15 与 16 中 位 错在层 错前的塞 积得 到 直接的证 明 。 由层 错重迭 发展 成 的孪 晶 或 e 马氏 体 , 阻 碍位 错 的作用 应该 更 大 。 单纯从 一片层错 、 一 片 孪晶或 者一 片马氏 体来 看 , 这种 作 用 或许 是有限 的 。 譬 如 在 图 17 与 18 中 , 虽 然有些 滑 移带 被 孪晶和 e 片阻断 了 , 但 是 仍然有 很多滑 移带穿过 了它 们 , 显得没有象图 19 与 图 20 中 的大 块退 火 孪晶 和大 角度 晶界 那样有效 。 但 是 , 当层错 、 孪 晶或 。 相 的密度很高时 , 无疑 会使 钢得 到 充分 的 强 化 。 在 这方 面 需要 进一步研 究 层错 、 孪晶 和 。 相 与强 化的定量 关 系 以 及它 们之 间 的 差 别 。 五 、 结 箫 1 . 50 M n l8 C r 4 是 一种 层错 能 很低 的奥 氏体钢 , 变 形时 容易 产生层错 。 2 . 锰 、 碳 、 铬含量 高的钢 , Y 相 稳 定性 也 高 , 变形时产生的层错倾 向 于发展 成 为形 变 孪晶 , 反 之 , 则倾 向于 发展 成为 。 马 氏体 ( 对 另外 四 种 同类 型钢 的 x 线结 构分 析 , 得 到 了一 致 的结 果 〔1 0 〕) 。 3 . 层 错 、 孪晶 、 形变感 生 。 马氏休以 及它 们对位错运 动 的阻 碍 , 构成 了 50 M n 18 C r4 的 10 5