ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сущность превращения из "Строение и свойства металлических сплавов " Специфика мартенситного превращения и особенно большая роль напряжений привели некоторых исследователей к выводу о том, что к мартенситному превращению неприменимы обычные законы кристаллизации, что это особый тип фазового превращения, атермического характера, которое происходит под действием напряжений. [c.260] По мнению Гуляева [222], плоскость сдвига (сдвиг имеется в аустените еще выше Тц и возникает под действием напряжений) является двумерным зародышем кристалла мартенсита. Мартенсит растет перпендикулярно к этой плоскости. Поле напряжений в аустените может возникнуть по разным причинам из-за изменения температуры при охлаждении, градиента температуры по сечению образца, вследствие анизотропии теплового расширения, различного состояния атомов на поверхности, внутри и по границам зерен, а после начала превращения в результате различия удельных объемов аустенита и мартенсита. [c.260] В работе [237] развивались представления, согласно которым образование мартенсита начинается из центра деформации , например дислокации, и распространяется через решетку как волна сдвига. Такой механизм не требует термической активации при росте, чем и объясняются атермические особенности мартенситного превращения. [c.260] В кобальте, наоборот, То лежит при очень низких температурах и всегда наблюдается нормальный мартенситный (полиморфный) механизм. Если к кобальту добавить элементы, иовышаю-щие То, то превращение внешне потеряет свои мартенситные признаки в связи с влиянием термической подвижности на кинетику формирования структуры в объеме сплава. [c.261] Если мартенситное превращение происходит в чистом металле, то мартенситная а -фаза (например, в титане)—уже не пересыщенный раствор (как в случае сплава), а та же -фаза, но полученная по мартенситному механизму и отличающаяся только своим состоянием, в частности наличием большого количества несовершенств. [c.261] Во-вторых, надежно показана обратимость мартенситного превращения, например, в сплавах меди и в железоникелевых сплавах. Так, в сплаве Fe + 30% Ni после деформации 10%, нагрева до 1150° С для получения крупного зерна и охлаждения Б жидком азоте образовался мартенсит. При последующем нагреве до 600° С в тех же объемах возникал аустенит с тем же игольчатым рельефом. Непременным условием обратного превращения является предотвращение распада твердого раствора, В стали это трудно осуществить из-за большой скорости распада мартенсита. [c.261] Обратный переход мартенсита в аустенит начинается выше Го при Г = Лн (температура начала образования аустенита). При этом наблюдается гистерезис или перегрев (рис. 116), аналогичный переохлаждению при охлаждении. [c.261] В-третьих, в определенных условиях все-таки наблюдается изотермическое превращение аустенита (практики давно столкнулись с этим явлением самопроизвольный рост размеров закаленных стальных изделий связан с распадом остаточного аустенита в изотермических условиях). При температурах, обычно ниже комнатных, при которых скорость превращения достаточно мала и поэтому ее можно измерить, четко проявляется изотермическое превращение аустенита (Л) в мартенсит (М) и его зависимость от скорости охлаждения. [c.261] Энергия активации превращения, определенная из температурной зависимости скорости мартенситного превращения, составляет 4,19 кдж1г-атом (1,0 ккал г-атом) [221]. [c.262] Как указывалось ранее, в некоторых сплавах (алюминиевая бронза, Fe—Ni, Fe — Mn), имеет место изотермический рост уже образовавшихся кристаллов мартенсита и, следовательно, увеличение количества мартенсита может идти не только за счет образования новых кристаллов. [c.262] Изотермическое мартенситное превращение наблюдается при переходе р-урана в а-уран в разбавленных сплавах U—Сг. [c.262] Приведенные факты укладываются в общие представления теории кристаллизации. Поскольку скорость образования зародышей определяется главным образом температурой, то при удачно выбранной температуре можно получить экспериментально измеряемую скорость превращения и характерную для мар-тенситного превращения кристаллизационную кривую с максимумом (рис. 119). [c.263] Это позволило Г. В. Курдюмову развить представления [221], согласно которым мартенситное превращение подчиняется обычным закономерностям фазового перехода. Мартенситное превращение можно рассматривать, как превращение в однокомпонентной системе, подобно полиморфному в чистом металле, поскольку меняется только кристаллическая решетка, а состав остается постоянным. Разность свободных энергий AF обусловливает превращение, а тепловое колебание атомов — образование и рост зародыша мартенситной фазы. Особенности мартен-ситного превращения обусловлены относительно невысокой температурой превращения, когда диффузионная подвижность мала, а упругость окружающей среды велика. [c.263] Развивались также представления о существовании двух типов мартенсита в сплавах на железной основе, которые различаются индексами плоскостей, ограничивающих мартенситную пластину (т. е. имеются кристаллы с различными плоскостями габитуса 225 а и 259 а), и соответственно скоростью образования мартенситного кристалла. [c.263] Мартенсит с габитусом 259 образуется с очень большой скоростью, близкой к скорости звука (так называемое Umklapp-превращение), мартенсит с габитусом 225 не обладает взрывной кинетикой. [c.263] Различная кинетика мартенситного превращения зависит от характера перехода кристаллических структур у а. Если перестройка идет по механизму скольжения (габитус 225 ), то процесс развивается более постепенно и изотермич-ность легче заметить. В случае перестройки по механизму двойникова-ния (габитус 259 ) процесс превращения носит взрывной характер. [c.263] Исследование кинетики мартенситного превращения в сплавах Fe— С — Ni, где взрывообразное начало реакции сильно выражено, привело к выводу [247] о том, что наблюдаемая картина удовлетворительно объясняется особенностями превращения А- М [220]. Для проявления мартенситного взрыва необходимы как высокая упругая энергия исходной фазы (для накопления упругих искажений), так и достаточная кинетическая энергия. В сплавах с очень низкой температурой превращения [Л1 (—150) (—180°С] в связи с малой энергией теплового колебания атомов тенденция к взрывному характеру превращения ослабевает. [c.264] Вернуться к основной статье