Мартенситные превращения в металлах и сплавах

В сплавах других систем (не на основе железа) упрочнение при закалке на мартенсит может быть вызвано действием тех же механизмов, что и при закалке сталей и безуглеродистых железных сплавов. Наиболее общим является механизм фазового наклепа, свойственного всем мартенситным превращениям в металлах и сплавах и состоящего в увеличении плотности дефектов кристаллической решетки. Во многих сплавах, закаливаемых на мартенсит, упрочнение происходит в результате образования пересыщенного твердого раствора. Этот фактор не может действовать в тех сплавах, в которых мартенсит является ненасыщенным раствором (см. 33). В отдельных сплавах, например алюминиевых бронзах, в упрочнении мартенсита велика роль процесса упорядочения. [c.249]

Например, в сталях перлитного класса эти изменения связаны с мартенситным превращением, в титане и его сплавах — с гидридным превращением. Превращения этого типа сопровождаются резким изменением удельного объема. Поэтому при сварке металлов и сплавов, претерпевающих фазовые и структурные превращения, развитие внешних напряжений обусловлено не только неравномерным нагревом и охлаждением отдельных участков сварного соединения, но и изменением удельного объема в процессе фазовых превращений. [c.77]

Мартенситное превращение обнаружено у многих металлов и сплавов, к описанию которых мы вернемся позже. Сейчас рассмотрим лишь мартенситное превращение в стали. [c.260]

Автоматизация всего цикла, охватывающего взаимосвязь между температурой и продолжительностью процесса, привела к системе программного управления скоростью нагрева и охлаждения. Наиболее важными работами последнего времени являются исследования и автоматизация самих процессов, протекающих в объеме металлов и сплавов при нагреве и охлаждении, например мартенситного превращения установление предельной концентрации углерода в поверхностном слое при цементации (углеродный потенциал атмосферы) и др. [c.154]

Старением металлов и сплавов следует считать процессы изменения их свойств в зависимости от времени, связанные с любыми превращениями металлов и сплавов в твердом состоянии. По данным Я. С. Уманского и других исследователей к основным видам превращений в твердом состоянии относятся полиморфное (аллотропическое) превращение, мартенситное превращение и распад мартенситной структуры, растворение в твердом состоянии и распад пересыщенных твердых растворов, упорядочение и разупрочнение твердых растворов, образование твердого раствора из эвтектоидной смеси и эвтектоидный распад. [c.8]

Влияние сварочного нагрева на структуру и механические свойства основного металла. Наиболее заметные изменения структуры и свойств наблюдаются в металлах, имеющих полиморфные превращения. Последние могут протекать с изменением или без изменения объема. Стали перлитного и мартенситного классов, например, относятся к сплавам, обладающим ярко выраженными свойствами полиморфизма с изменением объема структуры в пределах 3—5%. Титановые сплавы претерпевают полиморфные превращения, сопровождающиеся незначительным изменением объема (0,15%) не имеют подобных превращений тугоплавкие металлы и некоторые сплавы цветных металлов. [c.495]

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]

Мартенситное превращение происходит не только у сталей, оно обнаружено у многих металлов и сплавов, испытывающих аллотропические или полиморфные превращения при быстром значительном переохлаждении высокотемпературных модификаций. Особенностью мартенситного превращения в сталях является его необратимость. Превращение аустенита в мартенсит — бездиффузионный процесс. Превращение мартенсита в аустенит при нагреве происходит диффузионно. [c.189]

ВТМО применима к любым металлам и сплавам, но ее эффект проявляется сильнее в сплавах, претерпевающих мартенситное превращение. [c.212]

Таким образом, упрочнение металлов и сплавов в процессе холодной пластической деформации и в результате мартенситных превращений связано с раздроблением зерна на фрагменты и с образованием субмикроскопических областей внутри фрагментов. [c.43]

Мартенсит в отличие от фазы того же химического состава, но образовавшейся при медленном охлаж денИ И вследствие неупорядоченной перестройки решетки, характеризуется повышенной плотностью дефектов двойниковых прослоек и дислокаций (см. 35). Плотность дислокаций в мартенсите доходит до 10 °—10 см , т. е. по порядку величины такая же, как и в холоднодеформированном металле. Границы двойников и сплетения дислокаций служат барьером для скользящих дислокаций, т. е. упрочняют мартенсит. Фазовый наклеп, возникающий при мартенситном превращении, в той или иной степени вносит вклад в упрочнение всех металлов и сплавов, закаливаемых на мартенсит. [c.247]

I. При шлифовании металлов и сплавов, склонных к структурным и фазовым превращениям, превалирующее влияние на образование остаточных напряжений оказывает тепловой фактор. Под действием высоких температур в Тонком поверхностном слое происходят превращения, обусловленные объемными изменениями металла. Мартенситная структура, которая обычно формируется при закалке, имеет максимальный удельный объем и атомную решетку объемно-центрированного куба. Аустенитная структура более плотная, имеет наименьший объем и атомную решетку гранецентрированного куба. Если деталь после закалки имела мартенситную структуру, то после [c.50]

Эффектом памяти формы называется способность металлов и сплавов, пластически деформированных в мартенситном состоянии или в интервале температур мартенситного превращения, восстанавливать при нагреве исходную форму. Нагрев приводит к восстановлению кристаллов исходной высокотемпературной фазы и устраняет пластическую деформацию. [c.219]

Г. B. Курдюмов. Бездиффузионные (мартенситные) превращения в сплавах. Сб. Проблемы металловедения и физики металлов , Металлургиздат, 1949. [c.404]

Однако мартенситное превращение в стали, обладая указанными характерными особенностями, в свою очередь имеет специфические черты, которых нет в мартенситном превращении других сплавов. Мартенситное превращение в сталях необратимо, т. е., протекая в направлении Fey (С) —> —> Fe (С), оно не идет в обратном направлении по той же бездиффузионной кинетике. Кроме того, кристалл мартенсита в стали, независимо от температуры, образуется за чрезвычайно короткий отрезок времени (за время порядка десятимиллионной доли секунды, т. е. практически мгновенно) Необратимость превращения и громадная скорость роста кристаллов делают мартенситное превращение в стали отличным от мартенситных превращений в других металлах. [c.193]

Положение, справедливое для стали. В железных сплавах, не содержащих углерода (например, в сплавах Ре—N1), в сплавах цветных металлов кинетика мартенситного превращения несколько иная и увеличение скорости охлаждения способствует снижению мартенситной точки. [c.196]

Процессы термомеханической обработки состоят из интенсивного наклепа металла (в области надежной устойчивости аустенита) и быстрого охлаждения, при котором мартенситное превращение происходит при повышенной плотности дислокаций, результатом чего является мелкодисперсная структура сплавов. [c.131]

Так же, как и высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО) сталей (см. гл. III), данный способ упрочнения основывается на сохранении в материале такого структурного состояния, которое возникло при пластической деформации в области высоких температур. Однако, в отличие от ВТМО, данный способ не связан с обязательным фазовым превращением (например, мартенситным в случае закаливающихся сталей) и может быть осуществлен на материалах, не претерпевающих фазового перехода при охлаждении (аустенитные стали, некоторые жаропрочные сплавы, чистые металлы и др.). Применяемое в этом случае для сохранения полученного структурного состояния быстрое охлаждение от высоких температур (закалка) предназначается для предотвращения развития рекристаллизации в наклепанном материале через зарождение и рост новых зерен [70], а не для фиксации полученной дислокационной структуры в новой фазе. [c.44]

Однако, во-первых, мартенситное превращение наблюдается не только в стали, но и во многих других сплавах, где роль напряжений не столь существенна, например в сплавах меди (Си — А1, Си — Sn, Си — Zn), железа (Fe — Ni, Fe — Мп, Fe — Сг) и др., а также в чистых металлах титане, кобальте, цирконии, уране. В чистом железе трудно сохранить мартенсит- [c.260]

Изучение дислокационных структур. Исследуют структуры, возникающие в металлах и сплавах при холодной и горячей пластической деформации, в том числе при термомеханической обработке, ползучести, полигониза-ции и рекристаллизации, при облучении быстрыми частицами и др. Можно определять плотность дислокаций (в интервале от 10 до, 10 1 СМ ), изучать особенности формирования дислокационных структур в сплавах с различной энергией дефектов упаковки в зависимости от температуры и скорости деформации и уровня приложенного напряжения (характер распределения дислокаций в материале, образование дислокационных конфигураций и пр.). Существуют специальные приемы исследования сложных дислокационных структур (с плотностью дислокаций >10 см 2), возникающих при сильной пластической деформации или в результате мартенситного превращения [7]. [c.60]

Связь мартенситных превращений переходных металлов с их электронным строением, Мартенситное превращение в сталях и а 7 превращение железа представляет основу термической обработки стали. Закалка высокоуглеродистых сталей, сопровождающаяся превращением переохлажденного аустенита в мартенсит, позволяет достигнуть максимальных значений твердости и прочности. В мартенситостареющих сталях сочетание мартенситного превращения с дисперсионным упрочнением выделениями карбидных, нитридных и интерметаллидных фаз позволяет достигнуть наивысших значений прочности (at, > 200—220 кгс/мм ). Совмещение фазового наклепа с дисперсионным упрочнением аустенитных сталей позволяет поднять их предел текучести до 100—150 кгс/мм и получить высокопрочные немагнитные коррозиеустойчивые сплавы. [c.64]

К старению металлов и сплавов следует относить все процессы изменения во времени их свойств, связанные с превращениями металлов и сплавов в твердом состоянии. К основным видам превращений в твердом состоянии относятся сшлотропическое превращение, мартенситное превращение и распад мартенситных твердых растворов, упорядочение и разупрочнение твердых растворов, образование твердого раствора из эвтектоидной смеси. [c.125]

Как уже указано, мартенситное превращение в макроскопическом масштабе п исходит в результате псевдосдвиговой деформации кристаллов исходной фазы. Поэтому в обычных металлах и сплавах под воздействием напряжений превращение происходит по одному из двух равновозможных механизмов деформации — деформации скольжением или деформации двойникованием. Однако при мартенситном превращении возможно обратное превращение, что является особенностью, которой нет при деформации скольжением или двойникованием. Поэтому деформационное поведение сплавов, в которых происходит мартенситное превращение, существенно отличается от деформационного поведения обычных металлов и сплавов. [c.31]

Другой эффективный путь — с )здание сдвигонеустойчивого материала с высокой демпфирующей способностью, например, металлов и сплавов с термоупругим мартенситным превращением, сталей с высоким содержанием азота (в твердом растворе), сплавов металлов VI группы с рением. Неустойчивость решетки на сдвиг в определенных кристаллографических направлениях позволяет эффективно релаксировать любые концентраторы напряжений, поэтому можно получить большую -прочность материала в сочетании с его высокой пластичностью. [c.95]

В отличие от сталей, большинство цветных металлов и сплавов не испытывают полиморфных превращений и не могут бьггь упрочнены путем закалки на мартенсит. В случаях же образования мартенсита закалки (для сплавов на основе титана и циркония) значительного повышения твердости не наблюдается. Последнее объясняется различием в строении мартенситных фаз в углеродистых сталях и сплавах на основе цветных металлов. Лазерное термоупрочнение сплавов цветных металлов осуществляется, как правило, в режиме оплавления поверхности, в противном случае обработка оказывается малоэффективной. [c.568]

Вопрос о механизме упрочнения аустенита при мартенситных у - а у превращениях до сих пор еще нельзя считать окончательно выясненным. Известно, что упрочнение металлов и сплавов при той или иной обработке зависит от плотности дислокаций, характера их распределения и состояния тонкой структуры кристаллической решетки - величины фрагментов и блоков, угла их разориентировки [22], Эти характеристики в известной мере связаны между собой, так как границы блоков и фрагментов имеют дислокационную природу. Чем вьш1е дисперсность и разориенташя элементов тонкой структуры, чем больше в них плотность дислокаций, тем сильнее сопротивление решетки пластической деформации, тем выше прочность. [c.14]

При шлифовании металлов и сплавов, склонных к структурным и фазовым превращениям, превалирующее влияние на образование остаточных напряжений оказывает тепловой фактор. Под действием высоких температур в тонком поверхностном слое происходят превращения, обусловленные объемными изменениями металла. Мартенситная структура, которая обычно формируется при закалке, имеет максимальный удельный объем и атомную решетку объемно-центрированного куба, Аустенитная структура более плотная, она обладает наименьшим объемом и атомной решеткой гранецентрированного куба. Если деталь после закалки имела мартенситную структуру, то после шлифования под действием высоких температур в тонком поверхностном слое мартенсит распадается на трооститосорбит-ную структуру и увеличивается содержание аустенита. Образование разнообъемных структур в поверхностном слое вызывает изменение микротвердости и появление больших растягивающих напряжений. [c.82]

Следовательно, для повышения качества покрытия необходимо подавить мартенситное превращение в нем. Эту задачу можно решить, как показали исследования [74], дополнительным легированием алитированного слоя, например, хромом. Легирование хромом оказалось необходимым несмотря на то, что в сплаве ЖС6К имеется около 10% хрома. Во время алитирования происходит оттеснение легирующих элементов (в том числе и хрома) из поверхностного слоя в глубь металла (рис. 25). [c.69]

Мартенситное превращение происходит не только у сталей, оно обнаружено у многи.х металлов и сплавов, испытывающих аллотропические или полиморфные превращения при быстром значительном переохлаждении высокотемпературных модификаций. Особенностью мартенситного превращения в сталях является его необратимость. [c.244]

Закалка с полиморфным превращением в принципе применима к любым металлам и сплавам, в которых при охлаж,дении перестраивается кристаллическая решетка. Во время ускоренного охлаждения при такой закалке цротекает мартенситное превращение и образуется фаза, называемая мартенситом. Поэтому закалку с полиморфным превращением обычно называют закалкой на мартенсит. [c.206]

Термомеханическая обработка (Т. М. О.) — новый метод упрочнения металлов и сплавов при сохранении достаточной пластичности, совмещающий пластическую деформацию и упрочняющую термическую обработку (закалку и отпуск). Цель Т. М. О. — получить особое структурное состояние, возникающее под действием деформационного наклепа (внешних сил) и внутрифазового наклепа (при термической обработке). При Т. М. О. деформации подвергается сталь в аустенитном состоянии, а затем протекает v — - а-превращение (обычно с получением мартенситной струк- [c.75]

Например, в сталях перлитного и мартенситного класса эти изменения связаны с мар-тенситным, а иногда и промежуточным превращениями в титане, цирконии и их сплавах — с гидридным превращением. Превращения этого типа сопровождаются резким изменением удельного объема (фиг. 20). Поэтому при сварке металлов и сплавов, претерпевающих фазовые и структурные превращения, развит11е напряжений первого рода обусловлено не только неравномерным нагревом и охлаждением отдельных участков сварного соединения и разницей в их теплофизических и механических свойствах, но и изменением удельного объема в процессе фазовых превращений. [c.157]

В связи с такими глубокими изменениями, происшедшими в металловедении к термической обработке, оказалось необходимым предпринять новое издание Справочника, в котором отразились бы современные тенденции в развитии этих отраслей знаний. Естественно, что весь материал Справочника переработан с учетом последних, достижений отечественной и зарубежной науки и техники. Введены новые главы Теория диффузич , Мартенситные превращения , Строение и свойства реальных кристаллов , Полиморфные превращения , Наклеп , Отдых и рекристаллизация и др. В связи с развитием физических методов изучения металлических сплавов значительно расширен раздел Методы испытаний и исследований . В него включены новые главы Радиоспектроскопия чистых металлов и сплавов , Метод радиоактивных изотопов , Интроскопия металлов и др. [c.12]

Г. В. Курдюмов. Бездиффузионные (мартенситные) превращения в сплавах. Проблемы металловедения и физики металлов, Металлургиздат, 1949 К теории мартенситных превращений. Проблемы металловедения и физики меггаллов, Металлургиздат, 1952. [c.615]

Мартенситным называют превращение аустенита, в результате которого образуется мартенсит, являющийся основной структурной составляющей закаленной стали и определяющий ее свойства. Превращение аустенита в мартенсит А- М) имеет ряд особенностей, резко отличающих его от всех других ггревращений в твердом состоянии. Эти особенности впервые были обнаружены на стали. В дальнейшем оказалось, что превращения, обладающие характерными чертами Л-V М-превращения, наблюдаются во многих металлах и сплавах и представляют один из главных видов превращений в области температур, в которой процессы диффузии и самодиффузии протекают медленно. [c.670]

При рассмотрении полиморфных превращений в чистых металлах и сплавах, протекающих по мартенситной кинетике , в настоящее время исходят из того, что в отличие от диффузионных мартенеитные превращения с момента образования зародыша развиваются когерентно по отношению к решетке исходной фазы [4, 8, 9]. Рост отдельных мартенситных кристаллов прекращается либо вследствие нарушения упругой связи между решетками и их когерентности на поверхности раздела фаз за счет пластической деформации, которая может наступить, если происходят значительные объемные изменения (например, в олове и оловянистой бронзе), либо вследствие установления упругого равновесия, возникающего в тех случаях, когда разность свободных энергий фаз мала (например, в алюминиевой бронзе и латуни) [1, 4, 5, 10, 23]. [c.19]

Объемная скорость мартенситных превращений обычно на несколько порядков превышает скорость диффузионных превращений. Зависимость объемной скорости мартенситных превращений от температуры принципиально также должна иметь вид кривой с максимумом 163]. С понижением температуры скорость превращения сначала возрастает за счет увеличения разности свободных энергий фаз AFy, а затем начинает уменьшаться, поскольку мартенситное превращение в сплавах железа является сдвиговым, а с понижением температуры вероятность образования сдвигов падает по экспоненциальному закону. Как указывает М. Е. Блантер [5], такое объяснение верно для сплавов железа, так как для них объемная скорость превращения определяется скоростью зарождения мартенситных кристаллов. Скорость же их роста определяется скоростью пластического сдвига, присущей скольжению при пластической деформации, и не зависит от температуры. В сплавах некоторых других металлов, например в оловянистой и алюминиевых бронзах, сплавах U—Сг, In—Те и Ап— d, рост мартенситных кристаллов происходит со значительно меньшей и вполне измеримой скоростью, которая изменяется во времени и зависит от температуры в соответствии с общей теорией фазовых превращений. [c.31]

Как уже указывалось в 2 гл. I, из-за трудности изучения кинетики а р-превращения до сих пор не только пе решен вопрос о возможности обратного мартенситного превращения в техническом титане и его а-спла-вах при быстром нагреве, но и нет убедительных доказательств о протекании превращения по мартенситной кинетике даже в условиях непрерывного охлаждения в йодидном титане. В а+(3-сплавах титана обратное мартенситное превращение при быстром нагреве более вероятно, особенно в сплавах с низкой мартенситной точкой. При непрерывном нагреве технического титана и его а-сплавов в состоянии после прокатки превращению предшествуют рекристаллизационные процессы в а-фазе, после чего в образовавшихся новых зернах а-фазы ориентированным путем возникает (3-фаза. То же самое происходит и при нагреве отожженного (при высоких температурах в а-области) металла с равновесными а-зер-нами, по без предварительной стадии рекристаллизации. [c.83]

Г. В. Курдюмов, О. П. Максимова, А. И. Никанорова и др. Влияние предварительной пластической деформации на мартенситное превращение в сплавах железо—хром—никель. — Проблемы металловедения и физики металлов , сб. 5. Металлургиздат, 1958, стр. 41—55. [c.300]

О. П. Максимова, Е. Г. Понятовский и др. Изменение кинетики мартенситного превращения в зависимости от положения мартенситной точки и состава сплава. — Проблемы металловедения и физики металлов , сб. 5. Металлургиздат 1958, стр. 25—40. [c.307]

Мартенситное превращение, т. е. превращение, характеризуемое двумя особенностями — бездиффузионностью и ориентированностью (см. выше стр. ООО), обнаружено у многих (практически у всех полиморфных) металлов и их сплавов (титана, циркония, кобальта, натрия, теллура, ртути, лития и их сплавов), а также в системах Си—Sn, Си—Zn, Си—А1 и др., имеющих полиморфные превращения твердых растворов. [c.265]

Мартенситное превращение и распад мартенситной структуры. Для получения высокой твердости и прочности сталей сплавам необходимо придать мартеиситиую структуру. Мартенсит-ная структура — специфическая игольчатая микроструктура металлических сплавов (сталей, сплавов Си — А1, Си — Zn, Си — Sn и др.), некоторых металлов и даже неметаллических материалов, образующаяся в результате мартенситного превращения. К мартенситным превращениям относят также, вследствие особенностей их кинетики и кристаллогеометрии, полиморфные превращения в безуглеродистых сплавах железа с хромом, никелем, марганцем, а также полиморфные превращения в кобальте, титане, цирконии и в сплавах на основе титана и циркония. [c.14]

Фазовый у а переход соировол<дается заметным увеличением объема в том случае, если происходит в значительном объеме металла, т. е. тогда, когда наблюдаются отступления от допустимых пределов содержания элементов в сплавах. Нарушение технологического процесса подготовки деталей к спайке, в свою очередь, способствует развитию у - а (мартенситного) превращения. К этим нарушениям относятся многократные промежуточные отжиги при высоких температурах (1000° С и выше) и критические обжатия (10—15%), которые в сочетании с отжигами при высоких температурах приводят к чрезмерному росту зерен -у-твердого раствора. [c.299]

Образование холодных трещин в сталях вызывается также мартенситными и другими превращениями, а у титановых сплавов — гидридны-ми. Указанные превращения сопровождаются резкими объемными изменениями металла, в результате появляются не только напряжения первого, но и второго рода, уравновешиваемые в пределах одного или группы зерен. Последнее обстоятельство способствует понижению пластических свойств, в результате чего возможно образование холодных трещин ин-теркристаллитного и транскристаллитного характера. Холодные трещи- [c.130]

Энтропийная интерпретация ЭПФ. Соотношение (2.10) задает взаимосвязь предела текучести металла при комнатной температуре и структурной энтропии. По нему можно определить изменение упорядоченности системы во время мартенситного превращения, если известно значение для сплава в различных структурных состояниях - аустенитном, мартенситном и предмартенситном. [c.300]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...