馬氏體概念
馬氏體(martensite)是黑色金屬材料的一種組織名稱。馬氏體（M）是碳溶於α-Fe的過飽和的固溶體，是奧氏體通過無擴散型相變轉變成的亞穩定相。其比容大於奧氏體、珠光體等組織，這是產生淬火應力，導致變形開裂的主要原因。馬氏體最初是在鋼（中、高碳鋼）中發現的：將鋼加熱到一定溫度（形成奧氏體）後經迅速冷卻（淬火），得到的能使鋼變硬、增強的一種淬火組織。
概念的提出
最先由德國冶金學家 Adolf Martens(1850-1914)於19世紀90年代在一種硬礦物中發現。馬氏體的三維組織形態通常有片狀(plate)或者板條狀(lath)，片狀馬氏體在金相觀察中（二維）通常表現為針狀（needle-shaped），這也是為什麼在一些地方通常描述為針狀、竹葉狀的原因，板條狀馬氏體在金相觀察中為細長的條狀或板狀。奧氏體
1名稱來歷
馬氏體的“馬”指的就是阿道夫·馬滕斯。馬氏體Martensite，如前所述命名自Adolf Martens (1850-1914)。這位被稱作馬登斯或馬滕斯的先生是一位德國的冶金學家。他早年作為一名工程師從事鐵路橋樑的建設工作，並接觸到了正在興起的材料檢驗方法。於是他用自製的顯微鏡觀察鐵的金相組織，並在1878年發表了《鐵的顯微鏡研究》，闡述金屬斷口形態以及其拋光和酸浸後的金相組織他觀察到生鐵在冷卻和結晶過程中的組織排列很有規則（大概其中就有馬氏體），並預言顯微鏡研究必將成為最有用的分析方法之一，他還曾經擔任了柏林皇家大學附屬機械工藝研究所（柏林皇家材料試驗所（Staatliche Materialprüfungsamt）的前身）所長，他在那裡建立了第一流的金相試驗室。1895年國際材料試驗學會成立，他擔任了副主席一職。直到現在，在德國依然有一個聲望頗高的獎項以他的名字命名。
相變特性
martensitic transformation馬氏體最初是在鋼（中、高碳鋼）中發現的：將鋼加熱到一定溫度（形成奧氏體）後經迅速冷卻（淬火），得到的能使鋼變硬、增強的一種淬火組織。1895年法國人奧斯蒙（F.Osmond）為紀念德國冶金學家馬滕斯（A.□artens），把這種組織命名為馬氏體(□artensite)。人們最早只把鋼中由奧氏體轉變為馬氏體的相變稱為馬氏體相變。20世紀以來，對鋼中馬氏體相變的特徵累積了較多的知識，又相繼發現在某些純金屬和合金中也具有馬氏體相變，如：Ce、Co、Hf、Hg、La、Li、Ti、Tl、Pu、V、Zr、和Ag-Cd、Ag-Zn、Au-Cd、Au-□n、Cu-Al、Cu-Sn、Cu-Zn、In-Tl、Ti-Ni等。目前廣泛地把基本特徵屬馬氏體相變型的相變產物統稱為馬氏體（見固態相變）。
相變特徵和機制 馬氏體相變具有
熱效應和體積效應，相變過程是形核和長大的過程。但核心如何形成，又如何長大，目前尚無完整的模型。馬氏體長大速率一般較大，有的甚至高達10□cm□s□。人們推想母相中的晶體缺陷（如位錯）的組態對馬氏體形核具有影響，但目前實驗技術還無法觀察到相界面上位錯的組態，因此對馬氏體相變的過程，尚不能窺其全貌。其特徵可概括如下：
馬氏體相變是無擴散相變之一，相變時沒有穿越界面的原子無規行走或順序跳躍，因而新相（馬氏體）承襲了母相的化學成分、原子序態和晶體缺陷。馬氏體相變時原子有規則地保持其相鄰原子間的相對關係進行位移，這種位移是切變式的（圖1切變式位移示意）。原子位移的結果產生點陣應變(或形變)（圖2 原子位移產生點陣應變）。這種切變位移不但使母相點陣結構改變，而且產生巨觀的形狀改變。將一個拋光試樣的表面先劃上一條直線，如圖3a馬氏體相變時的形狀改變中的PQRS，若試樣中一部分(A□B□C□D□-A□B□C□D□)發生馬氏體相變(形成馬氏體),則PQRS直線就折成PQ、QR□及R□S□三段相連的直線，兩相界面的平面A□B□C□D□及A□B□C□D□保持無應變、不轉動，稱慣習（析）面。這種形狀改變稱為不變平面應變（圖3 馬氏體相變時的形狀改變）。形狀改變使先經拋光的試樣表面形成浮突。由圖4 高碳鋼中馬氏體的表面浮突×600可見，高碳鋼馬氏體的表面浮突，它可由圖5表面浮突示意示意，可見馬氏體形成時，與馬氏體相交的表面上發生傾動，在干涉顯微鏡下可見到浮突的高度以及完整尖銳的邊緣（圖6Co-30.5Ni合金形成六方馬氏體時產生的表面浮突干涉圖像）。
馬氏體的慣習（析）面 馬氏體相變時在一定的母相面上形成新相馬氏體，這個面稱為慣習（析）面，它往往不是簡單的指數面，如鎳鋼中馬氏體在奧氏體(γ)的{135}上最先形成（圖7 Fe-25Ni-0.3V-0.3C鋼中的馬氏體及其周圍的奧氏體）。馬氏體形成時和母相的界面上存在大的應變。為了部分地減低這種應變能，會發生輔助的變形，使界面改變如圖7Fe-25Ni-0.3V-0.3C鋼中的馬氏體及其周圍的奧氏體中由{135}變為{224}面。圖7Fe-25Ni-0.3V-0.3C鋼中的馬氏體及其周圍的奧氏體中馬氏體呈透鏡狀，它具有中脊面，是孿晶密度很高的面，即{135}□面，這些馬氏體內部的孿晶是馬氏體內的亞結構。在鐵基合金的馬氏體中存在孿晶或（和）位錯，在非鐵合金中一般存在孿晶或層錯。由圖7Fe-25Ni-0.3V－0.3C鋼中的馬氏體及其周圍的奧氏體還可見到：在馬氏體周圍的母相（奧氏體）中形成密度很高的位錯，這是在馬氏體相變時，母相發生協作形變而形成的。
由於馬氏體相變時原子規則地發生位移，使新相(馬氏體)和母相之間始終保持一定的位向關係。在鐵基合金中由面心立方母相γ變為體心立方(正方)
馬氏體轉變簡介
馬氏體由奧氏體急速冷卻（淬火）形成，這種情況下奧氏體中固溶的碳原子沒有時間擴散出晶胞。當奧氏體到達馬氏體轉變溫度（Ms）時，馬氏體轉變開始產生，母相奧氏體組織開始不穩定。在Ms以下某溫度保持不變時，少部分的奧氏體組織迅速轉變，但不會繼續。只有當溫度進一步降低，更多的奧氏體才轉變為馬氏體。最後，溫度到達馬氏體轉變結束溫度Mf，馬氏體轉變結束。馬氏體還可以在壓力作用下形成，這種方法通常用在硬化陶瓷上（氧化釔、氧化鋯）和特殊的鋼種（高強度、高延展性的鋼）。因此，馬氏體轉變可以通過熱量和壓力兩種方法進行。馬氏體和奧氏體的不同在於，馬氏體是體心立方結構，奧氏體是面心立方結構。奧氏體向馬氏體轉變僅需很少的能量，因為這種轉變是無擴散位移型的，僅僅是迅速和微小的原子重排。馬氏體的密度低於奧氏體，所以轉變後體積會膨脹。相對於轉變帶來的體積改變，這種變化引起的切應力、拉應力更需要重視。
馬氏體在Fe-C相圖中沒有出現，因為它不是一種平衡組織。平衡組織的形成需要很慢的冷卻速度和足夠時間的擴散，而馬氏體是在非常快的冷卻速度下形成的。由於化學反應（向平衡態轉變）溫度高時會加快，馬氏體在加熱情況下很容易分解。這個過程叫做回火。在某些合金中，加入合金元素會減少這種馬氏體分解。比如，加入合金元素鎢，形成碳化物強化機體。由於淬火過程難以控制，很多淬火工藝通過淬火後獲得過量的馬氏體，然後通過回火去減少馬氏體含量，直到獲得合適的組織，從而達到性能要求。馬氏體太多將使鋼變脆，馬氏體太少會使鋼變軟。
