1．马氏体组织形态

近年来，随着薄膜透射电子显微镜的发展，人们对马氏体形态及精细结构进行了详细的研究。发现钢中的马氏体形态大体可以分为板条马氏体，片状马氏体，蝶状马氏体，薄片状马氏体，ε‵－马氏体等。其中最常见的是板条状马氏体和片状马氏体。本实验所观察的含碳量在1.2％以下的碳钢和合金钢就属于这种形态的马氏体。

(a)板条马氏体

板条马氏体通常出现在低、中碳钢、马氏体时效钢及不锈钢中，板条马氏体在光学显微镜下的组织特征主要是：它们是由尺寸大致相同且平行排列的板条状马氏体群组成。一个奥氏体晶粒内可以包括几个板条群，在一个板条群内可以分为几个平行的区域，其中每个区域就是一个按同一中位向转变成的平行排列的马氏体条束，一般认为：在一个板条群内只可能按两组可能位向转变，因此一个板条群是由两组同位向束（板条束）交替组成，腐蚀后两组同位向束显示出两种不同的色调，但也有一个板条群大体上有一种同位向束构成。如图1所示。

当改变奥氏体化温度即改变奥氏体晶粒大小时，对马氏体板条宽几乎没有影响，但板条群的大小却随奥氏体晶粒的增大而增大，两者之比大致不变，所以一个奥氏体晶粒内生成的板条群的数目是不变的。

(b)片状马氏体

片条马氏体出现在高、中碳钢及高Ni的Fe –Ni合金中。片状马氏体的空间形态呈透镜片状，与试样磨面相截得针状或竹叶状，片间互不平行（见图2）。

马氏体片一般不能穿过奥氏体晶界或另一马氏体而继续长大。在一个奥氏体内形成的马氏体片，由于后形成晶粒内片状马氏体的大小不一，先形成的尺寸较大，愈是后形成的马氏体片愈小，在光学显微镜下有时在马氏体内部会观察到中和显微裂纹。

2．钢的化学成分对马氏体形态的影响

有关影响马氏体形态的因素，至今仍未研究清楚。但公认的是：钢的化学成分对马氏体形态有着重要的影响。

对Fe-C合金马氏体形态，含碳量小于0.4%的钢中基本没有残余奥氏体；Ms点温度随含碳量的增多而下降，片状马氏体量和残余奥氏体量则随之增多。

在普通热处理条件下，奥氏体晶粒较小，而且奥氏体成分很不均匀，所以看不到清晰的马氏体形态，如果钢经高温奥氏体化处理或在较高奥氏体温度经过较长时间保温使成分达到均匀后就可获得典型的马氏体形态。

本实验所观察试样的处理工艺：加热温度为1000℃保温1小时，然后在13%NaCl水溶液中淬火，处理后各Fe-C合金马氏体形态随含碳量变化而变化。可见含碳量〈0.3C的钢淬火组织全部为板条状马氏体，〉1.0C全部为片状马氏体，0.3~1.0C钢为板条马氏体与片状马氏体混合组织。〈0.3%C钢，随含碳量升高，马氏体群逐渐增大，马氏体群界和同位向束的清晰程度逐渐明显；〉0.35%C后随含碳量的升高马氏体群又逐渐减小，马氏体群是逐渐模糊，马氏体板条的方向趋于混乱，〉0.55%C马氏体群显著细化。当含碳量达到0.8%C时可以观察到为数不多的马氏体片。钢中加入合金元素，当含碳量较少时对马氏体形态影响很小。几种常见马氏体显微组织见图3。