Только при очень большом переохлаждении, когда движущая сила достигает около 100 кал/(г·атом), барьеры на пути консервативного движения границ кристаллов мартенсита могут преодолеваться без термической активации и происходит «атермический» рост мартенситных кристаллов при большом числе реализуемых зародышей. Верхняя температура образования видманштеттова феррита в стали с 0,1 мас. %С равна 800-810°С; с увеличением содержания углерода до 0,4% эта температура понижается до 690-700°С; при содержании углерода 0,8-0,9 мас. % самостоятельная реакция образования феррита исключается и происходит бейнитное превращение (ниже 540-550°С), в котором так же действует мартенситный механизм γ→α-превращения наряду с диффузионным процессом образования карбидных частиц (из аустенита).
Видманштеттов феррит в процессе образования не пересыщен углеродом, поскольку, по электронно-микроскопическим данным (В.И. Изотов, Б.Н. Леонтьев, 1971 г.), отсутствуют карбидные частицы. Следовательно, рост кристаллов контролируется скоростью диффузионного отвода углерода, что объясняет сравнительно малую скорость роста (10-3-10-4 см /с).
Особенность внутреннего строения видманштеттовых кристаллов –это большая плотность дислокации (значительно большая, чем в зернистом феррите), что согласуется с представлением о сдвиговом характере превращения. Габитусные плоскости пластин видманштеттова феррита близки к плоскостям {111} исходного аустенита, такой габитус наблюдали в мартенсите малоуглеродистой стали, в верхнем бейните, а также при образовании мартенсита в тонких пленках, т. е. в условиях, когда уровень энергии упругих искажений понижен (из-за высокой температуры превращения, малого содержания углерода или возможности легкой релаксации напряжений в одном направлении в тонкой фольге). Значительный разброс ориентации габитусной плоскости для отдельных кристаллов объясняется различиями объема и формы этих кристаллов, влияющими на энергию упругих искажений.
5.2.2 Превращения титана, твердых растворов на основе β-Ti
При нормальном давлении металлический титан может быть в двух модификациях: ниже 883°С устойчива г.п.у. модификация α-Ti с периодами а=2,951 Ǻ, с=4,684 Ǻ , выше 883°С устойчива о.ц.к. модификация β, период решетки β-Ti при комнатной температуре можно принять равным 3,28 Ǻ. Объемный эффект превращения невелик (около 0,2%), поэтому превращение β→α идет при довольно небольших переохлаждениях. Увеличение скорости охлаждения от 4 до 10000 град/с приводит к понижёнию температуры превращения от 882 до 850°С. При скорости охлаждения более 200 град/с на поверхности шлифов наблюдали рельеф и игольчатую форму кристаллов α-фазы, характерные для мартенситного превращения, при меньшей скорости охлаждения (и соответственно, при более высокой температуре) нет характерного проявления мартенситного механизма из-за интенсивного протекания релаксационных явлений (во время или после превращения). Во всех случаях наблюдали строгое ориентационное соотношение (с отклонениями до 1 град)
{0001}α || {210}β; (245)
<1120>α||<111>β. (246)
Связь решеток α- и β- модификаций показана на рисунке. 8.25 (на схеме указаны размеры ячеек для Zr). Слева приведена о.ц.к. ячейка β-фазы; далее в о.ц.к. решетке выделена о.ц.т. ячейка, ограниченная плоскостями {110}β (нижняя и верхняя плоскости тетрагона) и {211}β (боковые плоскости). Справа внизу показана гексагональная ячейка α= Zr, которая получается из тетрагональной ячейки в результате сдвигов, кроме того, происходит расширение ячейки в одном направление и сжатие в другом.
При указанном ориентационном соотношении возможно в β- кристалле образование 12 кристаллографических ориентировок α-фазы, что и наблюдалось экспериментально.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.