除了铁，其他金属的马氏体和马氏体相变是指什么?
你可能对铁的马氏体变态已经有所了解，那是因为它实在是太经典了，尤其是在工具钢里，通过加热再淬火，就能得到坚硬的马氏体，这玩意儿是制造刀具、钻头的好材料。但其实，其他一些金属和合金，也玩得一手好马氏体变态，而且玩出来的花样可多了去了！
首先，咱们得先弄明白，马氏体变态到底是个啥？
简单来说，马氏体变态是一种无扩散型相变。这就好比你手里拿着一堆积木，本来是整齐地摆放成了一个样子（比如奥氏体），然后你猛地一下，在不移动任何一块积木（原子）的情况下，让它们整体以一种特定的方式“扭曲”变形，最后变成另一种排列方式（比如马氏体）。
关键在于“无扩散”，意思是说，原子在相变过程中，不是通过慢慢地在晶格里“爬行”（扩散）来实现的，而是协同地、集体地进行剪切运动。这种运动会伴随着一定的晶格畸变，最终形成一种特殊的微观结构。
那么，这玩意儿在铁之外的金属里，又是怎么回事呢？
除了铁基合金，镍钛合金（形状记忆合金）、铜基合金、甚至一些铝合金和锆合金，都能发生马氏体相变。这些合金的马氏体可不是一种“千篇一律”的东西，它们有着各自独特的“性格”。
1. 镍钛合金 (NiTi)：形状记忆和超弹性的大咖
镍钛合金的马氏体变态，绝对是另一个让人惊叹的领域。它们之所以这么出名，是因为有两个绝活：
形状记忆效应： 简单说，就是你能把它掰弯、压扁，然后用加热的方式，它就能“神奇地”恢复到原来的形状！这背后的秘密，就是它在不同温度下会发生马氏体相变。常温下，它可能是马氏体相；加热到一定温度（回复温度），它就会变回奥氏体相，并且恢复原有的形状。
超弹性： 在一个比较宽的温度范围内，镍钛合金在受力后会发生马氏体相变，从而产生很大的形变。一旦撤掉外力，它又会“嗖”地一下恢复原状，而且在这个过程中，它的应力应变曲线特别“平坦”，就像弹簧一样，但弹得多得多！
镍钛合金的马氏体相变，通常是从一种称为奥氏体（Austenite）的高温相，转变成两种特殊的低对称性马氏体相：B19'（单斜）或B19（斜方）。这个相变过程非常快，是协同的剪切运动，而且对晶体结构的改变很小，这使得它能表现出那么神奇的性能。
2. 铜基合金：玩转强度和塑性
铜基合金，比如铜铝合金、铜锌合金（黄铜）等，也能发生马氏体相变。与铁基马氏体不同，铜基合金的马氏体通常具有层状堆积的特征，像是层层叠叠的薄片。
β相到马氏体的转变： 在一定成分和温度范围内，铜基合金会有一个高温的β相（立方结构）。当温度降低时，β相会发生剪切，转变成低对称性的马氏体相（通常是层状结构）。
强度和塑性的平衡： 铜基合金的马氏体相变，可以提高材料的强度，但有时也可能影响其塑性。通过控制合金成分和热处理工艺，可以调节马氏体相变对材料性能的影响，以达到所需的强度和塑性平衡。
3. 铝合金：特殊情况下的显身手
铝合金发生马氏体相变的情况相对少见一些，而且往往需要一些特殊的成分设计和工艺。例如，某些铝锂合金在特定的热处理条件下，可能会形成亚稳的马氏体相。
亚稳相的形成： 这些马氏体相通常是在快速冷却时形成，原子来不及扩散，只能以一种高度不平衡的方式排列。这种马氏体相往往不稳定，在后续的热处理中会进一步分解，形成更稳定的相。
性能的提升： 这种亚稳马氏体相的形成，有时可以提升铝合金的强度和硬度，但稳定性是需要考虑的问题。
4. 锆合金：核工业里的关键角色
在核反应堆中，锆合金（比如锆2.5%铌）扮演着重要的角色，它也存在马氏体相变。
β相到α相的转变： 锆合金的高温相是β相（体心立方），在冷却过程中会转变成低温的α相（密排六方）。在某些条件下，这种转变会以马氏体的方式进行，形成具有特定取向关系的α马氏体。
抗辐照性能： 锆合金的马氏体相变，对材料的抗辐照性能、力学性能都有影响。工程师需要精确控制合金成分和工艺，以获得在核环境下稳定可靠的材料。
总结一下，除了铁，其他金属的马氏体相变，虽然名字一样，但“玩”的内容可不一样：
机制： 核心都是无扩散的剪切型相变，伴随晶格畸变。
结构： 形成的马氏体结构多样，有单斜、斜方、层状，甚至是亚稳相。
性能： 影响各种性能，从形状记忆、超弹性到强度、塑性、抗辐照能力，应用领域也更广泛。
研究重点： 关注如何通过合金设计和热处理来精确控制相变过程，以获得优异的综合性能。
所以说，马氏体相变不仅仅是铁的专利，它在其他金属材料里，更是展现出了更加丰富多彩的“生命力”，为我们工程师提供了无数种解决问题、创造新材料的奇妙思路！是不是比你想象的要更有意思？
网友意见
马氏体相变和其他相变的主要区别是military transformation （军队转换） 和 diffusional transformation （扩散转换）。相变一般是靠扩散转换的，也就是说单个原子一个一个的脱离原来的结构形成一个新结构。这个过程中各个原子之间没有相互联系，都是靠各自的扩散完成。这样的相变速度比较慢，在高温下发生。
军队转换不一样，每一个原子好像仪仗队的士兵，按照某一个特别的结构一个接一个的转换。比如所有原子一个接着一个的从方形阵列转换成菱形阵列，从左到右，一个晶胞接着一个晶胞转换。这种转换形成的就是马氏体，一般转换速度是物体中的声速，特别快。而且和扩散转换相比，主要在低温下进行
一般的金属学教科书中马氏体的定义是借助钢铁来的，直接扩充到其他金属中确实是一个有点说不清的地方。
这个坑要从很久很久说起。马氏体的名字martensite最早出现在1895年，由法国学者Osmond提出，目的是为了纪念金相大神A·Martens。当时的原始定义是“钢经过淬火后的显微组织”。从定义就可以看出当时大家认为只有钢中才有马氏体组织的。
到了1929年，出现了个反例（不知道是不是最早）。就是有报道认为电解铁（注意是铁）在水银中淬火后表面出现了类似马氏体相变的过程。这说明这类相变不是钢专属。
当然，钢和铁有着说不清的关系，似乎证据不太完美。不过没关系，到1938年就开始有铜锌合金淬火后出现类马氏体组织的报道了。
随着科学的发展，现在已知的能出现马氏体相变的材料已经非常多了，比如各种铁基合金，一些铜合金、钛合金等非铁合金，氧化锆陶瓷、一些铁电材料、一些超导氧化物、某些金属间化合物等。显然，上述定义是需要修改的。
所以一般而言现在是通过马氏体相变来定义马氏体的，即马氏体相变的产物就是马氏体。那么一个新问题就来了，什么是马氏体相变？
在1948年，Barrett提出了一个著名的观点，现在学冶金和金属材料的同学可能不记得他的名字但是一定记得这句话“马氏体相变是无扩散相变”。这是历代马氏体相变的定义中最核心的一个部分。
1954年，Hull提出的马氏体相变定义为：“点阵变化时原子作规则运动，导致发生相变的区域的形状改变、且原子不需要扩散就能完成的一种相变”。这个定义就拗口多了。
之后各路大神不断的修改马氏体相变的定义，多到让人头疼。不过基本上都有一个共同点，就是无扩散相变、原子定向移动、形状改变。
后来，研究越发深入，马氏体相变的机理也逐渐揭示，但是定义反倒更繁杂起来。你绝对可以在各种金属学教材上找到各种不同表述的定义。所以要找一个标准定义出来还是挺困难的。不过，这些定义其实本质上都是相通的，包含大致三个要素：
- 无扩散相变，表现为马氏体相变的速度远快于扩散
- 以切变为主（即之前定义中的原子定向移动），具体切变的机制又分为多种比如KS关系、西山关系等等
- 形状改变，马氏体相变会导致形状改变。这其中包括了微观中的不变平面等各种晶体学关系。具体例子的话就是形状记忆合金。
不过，马氏体相变的逆过程也是无扩散相变、也以切变为主、也改变形状。因此马氏体相变的逆过程实际上也是马氏体相变......不过为了区分，一般只将正向过程（降温过程，或者说得到非平衡相的过程）的产物称为马氏体。而逆过程得到的一般称为母相。这也就是为什么书中会强调马氏体是非平衡相的缘故。
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