ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности превращения из "Строение и свойства металлических сплавов " Среди различных превращений, встречающихся в металлических сплавах, одним из наиболее интересных в практическом и теоретическом отношении является мартенситное. Кинетика, механизм процесса, структура продуктов превращения имеют ряд особенностей и до сих пор служат предметом многочисленных исследований. Кроме того, процесс мартенситного превращения, особенно в железных сплавах, приводит к образованию структуры, отличающейся высокой прочностью. Мартенситное превращение является достаточно общим для многих металлов и сплавов [220—226 149]. [c.252] Отметим особенности мартенситного превращения, которые выясняли главным образом при изучении процесса закалки стали и структуры закаленной стали (Курдюмов [220]). [c.252] Однако мартенситное превращение может происходить также в чистых металлах, например в титане, цирконии и кобальте, и в этом случае физическая сущность заключается в том, что мартенситный механизм не включает элементарные акты само-диффузии. [c.252] При этом с увеличением содержания углерода параметр а уменьшается, а параметр с и отношение da возрастают. [c.253] Мартенсит в стали обладает тетрагональной решеткой, по-видимому, даже при малом содержании углерода ( 0,1 %), если он образуется в условиях, при которых практически не реализуются диффузионные процессы. Но в малоуглеродистом мартенсите ( 0,5% С) в результате диффузионных процессов тетрагональная решетка может перейти в решетку с кубической симметрией. [c.253] Существует мнение о том, что при закалке может образоваться как тетрагональный, так и кубический мартенсит, причем количество последнего возрастает с уменьшением концентрации углерода в стали и при содержании углерода —0,25% и меньше образуется только кубический мартенсит. [c.253] С повышением температуры энергия теплового колебания атомов способствует переходу к неупорядоченному расположению и образованию кубической решетки. Температура перехода в неупорядоченное состояние понижается с уменьшением содержания углерода в мартенсите. [c.253] Следует иметь в виду, что диффузионные перемещения примесей внедрения протекают с большой скоростью и диффузия атомов углерода в мартенсите возможна при достаточно низких температурах и даже в процессе закалки стали, если достаточно высока. [c.254] В результате указанных процессов, требующих диффузии на очень малые расстояния и вероятных при низкой (комнатная и ниже) температуре, возможно образование мартенсита с малой степенью тетрагональности. Показано также, что тетрагональная решетка образуется в мартенсите безуглеродистого никелевого железа, это объяснено анизотропией расположения дефектов, возникающих в результате мартенситного превращения в легированном железе. [c.254] В титане превращение fj a обладает всеми существенными чертами бездиффузиопных мартенситных превращений. Кристаллографически а отличается от а лишь искажением гексагональной структуры. На рентгенограммах в отличие от линий а линии а -фазы более размыты. Структура мартенсита, исследованная электронномикроскопически на просвет [231], показана на рис. 113. [c.254] Изотермическое превращение у - а, хотя и имеет место в ряде сплавов, однако быстро затухает (см. дальше). [c.256] В некото/рых сплавах (подробней дальше) удалось, однако, зарегистрировать инкубационный период и изменение величины его с температурой при мартенситном превращении, а также изотермическое течение процесса. [c.256] Скорость превращения определяется не скоростью роста, а скоростью образования зародышей мартенсита. Процесс в целом является автокаталитическим. [c.256] Если аустенит деформировать при температурах, значительно превышающих М , то это часто вызывает замедление превращения. Вообще деформация влияет на превращение аустенита в мартенсит сложным образом. [c.257] При изучении превращения в монокристаллах важно учитывать направление прикладываемых напряжений. В некоторых случаях напряжения могут препятствовать превращению. Установлена зависимость количества образующегося под влиянием деформации мартенсита от вида напряженного состояния в упругой и пластической области (например, при растяжении и изгибе мартенсита образуется больше, чем при сжатии и кручении). [c.257] Изменение состава стали по-разному сказывается на мартен-ситном превращении при охлаждении и при деформации. По-видимому, положение Ма не связано с положением Мн и интервал Ма — Л4н в разных сплавах различный. [c.258] Мартенсит деформации отличается от мартенсита охлаждения . После пластической деформации мартенсит получается более дисперсным, что ведет к улучшению механических свойств. В зависимости от условий деформирования (температуры, степени, схемы напряженного состояния) и состава сплава образуются различные формы мартенсита и в некоторых случаях — весьма мелкие частицы. Упрочнение при пластической деформации аустенита является результатом суммарного действия наклепа исходной фазы (и передачи по наследству дефектов структуры продуктам превращения) и фазового превращения аусте-нит- мартенсит. [c.258] Однако, сравнивая физические свойства гексагональных фаз в сплавах железа с марганцем и хромом со свойствами е-желе-за, существующего при высоких давлениях, автор [234] предположил, что гексагональная е-фаза — не промежуточная мета-стабильная модификация, а самостоятельная, термодинамически стабильная фаза. Эту фазу могут стабилизировать легирующие элементы (хром, марганец) или повышенное давление. Промежуточные фазы образуются также при закалке титановых сплавов. [c.258] Если превращение происходит в небольшой области, то возникающие изменения формы и объема превращенной области могут быть приведены в соответствие с окружающей непревра-щенной матрицей только в результате уиругой деформации, матрицы в окружении превращенной области — так называемая аккомодационная деформация. Когда напряжение превосходит предел упругости (а о е), пластическая деформация нарушает когерентность и соответствие в расположении атомов на границе раздела, что приводит к прекращению роста кристалла мартенсита. Упорядоченный рост становится невозможным из-за нарушения когерентности, а неупорядоченный рост при столь-низкой температуре происходит настолько медленно, что практически не наблюдается. [c.259] Вернуться к основной статье