马氏体时效钢中逆转变奥氏体形成机制及性能影响进展

高秋志1，2，陆宇涵1，2，马庆爽1，2，裴成蒿1，2 闫寒1，2，李会军3，白静1，2（1.东北大学材料科学与工程学院；2.东北大学秦皇岛分校资源与材料学院；3.伍伦贡大学工程与信息科学学部）

摘要：传统的马氏体时效钢凭借优异的强度与加工性能，在航空航天、高端装备等领域应用广泛，但传统马氏体时效钢因内部析出相形态与分布不佳，存在塑性韧性不足的应用瓶颈。为突破这一局限，系统综述了马氏体时效钢中逆转变奥氏体的形成机制、调控路径及其对材料性能的影响规律。研究表明，镍、钴、钼、钛等关键合金元素通过富集偏析、促进析出相生成等方式，显著影响逆转变奥氏体的形核与稳定性；固溶-时效、增材制造、轧制等工艺通过调控温度、应力、元素扩散行为，可实现逆转变奥氏体体积分数与形貌的精准调控。逆转变奥氏体与马氏体基体形成的多相组织，能通过相变诱导塑性ransformation-induced plasticity，TRIP）效应实现强度与韧性的协同优化，其体积分数、分布状态与材料抗拉强度、硬度、塑性呈现明确的定量关系。通过整合热力学与动力学分析，建立了“合金元素-析出相-工艺-逆转变奥氏体-性能”的完整关联体系，为马氏体时效钢的成分设计、工艺优化提供了理论支撑，同时展望了其在增材制造复杂构件、低成本合金开发、极端环境服役材料等领域的应用潜力，为高性能马氏体时效钢的研发与工程应用奠定基础。

关键词：马氏体时效钢； 逆转变奥氏体； 相变机制； 组织演化； 形成机制； 合金元素； 析出相； 力学性能