На этой стадии распада (вторая стадия по Г.В. Курдюмову) происходит непрерывное уменьшение тетрагональности мартенсита, что дает рентгеновский эффект «однофазного» распада. Практически в стали с не очень высоким содержанием углерода эти стадии распада бывает трудно различить, и в значительной мере распад мартенсита успевает пройти уже в ходе охлаждения при закалке.
В средне- и высокоуглеродистых сталях первой выделяющейся карбидной фазой является метастабильной e-карбид, который имеет г.п.у. решетку с периодами а =2,73 А и с=4,36 А (см. рисунок 135). Выделение e-карбида наблюдали возле дислокаций в виде тонких длинных пластин. При этом реализуются два близких между собой ориентационных соотношения между e-карбидом и мартенситной матрицей:
(101)εI1(101)М; (101)ε I I (011)М; [110]ε I I [100] М; (278)
(001)ε I I (011)м, [100]ε I I [111]м (279)
При дальнейшем увеличении температуры (~ 300°С) наблюдается выделение стабильного цементита. Цементит имеет орторомбическую решетку с 12 атомами железа и четырьмя атомами углерода на элементарную ячейку со следующими значениями периодов решетки: а=4,525, b=5,090, с=6,744А. Образование цементита может происходить перестройкой решетки e-карбида в цементит или без предварительного выделения e-карбида в двойникованной части мартенситного кристалла на границе раздела двойник-матрица. Расположение атомов Fe на такой границе близко к расположению атомов железа в решетке цементита (рисунок 136) .
а
б в
а – (100)цII(110)ф; б – (101)цII(112)ф; в – (001)ц II(112)ф
черные кружки – атомы Fe в решетке а-Fe, светлые – атомы Fe в карбиде, цифра – номер слоя
Рисунок 136 – Расположение атомов Fe в сопрягающихся плоскостях феррита и цементита при разных ориентационных соотношениях
При выделении цементита соблюдаются два ориентационных соотношения:
[100]ц 11 [011]ф; [010]ц 11 [111]ф; [001]ц11(211)ф (280)
(103)ц 11(011)м; [110]ц 11[111]м (281)
Различие между соотношениями Ю.А. Багаряцкого (280) и И.В. Исайчева (281) состоит в повороте на 4° вокруг оси (010)цII <111>м. В двойникованной части кристалла мартенсита строго соблюдается соотношение Исайчева, габитус пластин цементита (101)uII (112) м, где (112)м – плоскость двойникования (рисунок 136б). В других случаях соблюдается соотношение Багаряцкого, при этом габитус (110)дII{110}м, пластины вытянуты вдоль направления <111>мII[010]ц, где имеется хорошее совпадение положений атомов железа в мартенсите и в цементите (рисунок 136а). Структуры e-карбида и цементита имеют отдельные весьма сходные элементы. Это приводит к тому, что в некоторых случаях на микроэлектронограммах практически трудно различить e-карбид и цементит. Анализ рентгенограмм и кольцевых электронограмм от поликристаллических образцов дает более однозначную трактовку типов выделяющейся фазы.
Количество углерода в стали и легирование влияют на температурные интервалы устойчивости карбидных фаз. Увеличение содержания углерода несколько повышает устойчивость e-карбида.
В легированных сталях в отличие от углеродистых распад мартенсита связан с процессами перераспределения углерода и легирующих элементов. Процессы распада в сталях, легированных Cr, Mn, W, Мо, протекают по той же схеме, что и в углеродистых сталях (если не образуются специальные карбиды). Различие заключается лишь в некоторых сдвигах температурных интервалов устойчивости различных карбидов. Кремний в отличии от других легирующих элементов расширяет температурный интервал устойчивости e-карбида, это связано, вероятно, с тем, что Si может входить в состав e-карбида, но нерастворим в цементите. Так, в стали с 1 мас.% С и 2 мас.% Si e-карбид сохраняется при нагреве до 400°С.
5.5 Влияние пластической деформации,
роль дефектов кристаллического строения
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.