四方度

四方度[2]β-Fe 硬化理論推翻了,那么鋼在淬火後的極高硬度又是怎么產生的呢? 對此當時也是眾說紛雲,莫衷一是。顯然,注意力很快就集中到馬氏體結構的研究,並且得出意想不到的結果。初期的X 射線分析指出馬氏體與α-Fe 有相同的體心立方結構,只不過衍射線條不很明銳而已。1926 年Fink 及Campbell 的試驗首次指出馬氏體的結構不是體心立方而是體心四方,只是由於四方度很小,e/a 非常接近於1 ,不易發現而已。ordjumov 等在1927 年也發現這一現象,並且得出馬氏體的四方度隨鋼中碳含量增高而加大。後來得出的精確關係是c/a = 1 +0.045 %C。顯然,當鋼中的碳含量不高時,有時測不出馬氏體的四方度,但這絕不能同立方馬氏體混為一談。本多(Honda) 稱這種馬氏體為β馬氏體顯然是錯誤的。
這些試驗說明馬氏體既不是γ也不是α而是一種新的結構,並且是一種間隙結構。C 原子有方向性地嵌鑲在鐵原子的間隙中,使α在一個方向略微拉長,同時在與此正交的方向有所收縮,變成體心四方結構。這種間隙很小,容納C 原子會產生很大的點陣畸變,這是馬氏體有很高的硬度的原因。顯然,鋼的碳含量越高,淬火後的硬度也越高(暫不考慮殘餘奧氏體的影響) 。
馬氏體的結構是不穩定的。Hagg 發現馬氏體的四方度在回火過程中逐漸變小,說明C 原子由馬氏體中析出,點陣畸變變小,硬度隨之明顯下降。馬氏體的體心四方結構相當簡單,衍射試驗及分析都不困難,但是這卻解開了鋼的淬火硬化這個千古之謎,不能不說是在金相學方面一件值得大書特書的事。