Механизм мартенситного превращения.
Мартенситный механизм фазового превращения отличается упорядоченным, кооперативным, взаимосвязанным характером перемещений атомов на расстояния меньше межатомных без обмена атомов местами так, что соседи любого атома в исходной фазе остаются его соседями в новой, мартенситной фазе.
Когерентность, упругое сопряжение двух решеток на границе мартенсита и исходной фазы обусловливают возможность чрезвычайно быстрого движения границы в сторону матрицы даже при очень низких температурах, т.к. для скользящего движения не требуется диффузии с миграцией атомов на расстояния, превышающие межатомные. На границе лишь происходит кооперативное перемещение атомов на расстояния меньше межатомного, результатом которого и является рост мартенситного кристалла.
С ростом мартенситного кристалла на когерентной границе накапливается упругая деформация, пока не достигается предел текучести и наступает разрядка упругих напряжений вследствие потери когерентности. Скользящее движение матрицы становится невозможным и быстрый рост кристалла по мартенситному механизму прекращается.
Особенности.
1. м.п. протекает при быстром охлаждении углеродистой стали с температур выше А1, когда подавлен диффузионный распад аустенита на смесь двух фаз. Концентрация углерода в мартенсите такая же, как и в исходном аустените. Следовательно, м.п. – бездиффузионное.
2. превращение аустенита в мартенсит при охлаждении начинается с определенной для каждой марки стали температуры МН. Температура начала мартенситного превращения не зависит от скорости охлаждения в очень широком диапазоне скоростей. М.п. невозможно подавить даже при самых больших достигнутых скоростях охлаждения.
3. чтобы м.п. развивалось, необходимо непрерывно охлаждать углеродистую сталь в мартенситном интервале МН – МК. после м.п. даже при охлаждении стали практически мгновенно, образуется некоторое количество остаточного аустенита.
4. м.п. в углеродистой стали не имеет инкубационного периода. Горизонталь МН соответствует температуре, ниже которой чрезвычайно быстро образуется некоторое количество мартенсита.
5. мартенсит образуется в форме пластин, растущих с громадной скоростью при любых температурах. Количество мартенсита при охлаждении ниже точки МН увеличивается не вследствие подрастания уже образовавшихся пластин. а в результате мгновенного возникновения все новых и новых пластин.
6. между решетками кристаллов мартенсита и исходного аустенита имеется определенное ориентационное соотношение, закономерная ориентировка решетки мартенсита по отношению к решетке аустенита.
7. при м.п. на плоской полированной поверхности образца образуется характерный рельеф вследствие различия объемов решетки мартенсита и аустенита.
Атермическое и изотермическое превращение
Поскольку мартенситное превращение обычно: 1) происходит с большой скоростью, не зависящей от температуры; 2) протекает в широкой области температур, причем количество мартенсита определяется степенью переохлаждения ниже МН; 3) не задерживается при очень резком охлаждении; 4) происходит путем мгновенного образования отдельных кристаллов, а общий превращенный объем увеличивается в результате образования новых кристаллов, можно было заключить, что превращение имеет атермический характер. Однако большая скорость превращения может быть обусловлена и малостью барьеров для перемещения атомов при упорядоченной перестройке; в этом случае при достаточно низких температурах (малой энергии тепловых колебаний) можно ожидать превращения с малой скоростью.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
