Оглавление:
Мартенситное превращение аустенита
- Аустенитные мартенситные превращение Высокая степень переохлаждения увеличивает термодинамическую нестабильность аустенита и резко снижает скорость диффузии углерода. При переохлаждении аустенита в эвтектоидных сталях до 240°С подвижность атома углерода близка к нулю и происходит недиффузионное превращение аустенита.
В этом случае, несмотря на то, что равновесная концентрация углерода в феррите при комнатной температуре не превышает 0,006%, изменяется только тип решетки y->rz, и ранее результатом аустенитной решетки является перенасыщенный
твердый раствор углерода в железе, называемый мартенситом. Людмила Фирмаль
Вследствие пересыщения углерода мартенситная решетка сильно искажается, принимая форму тетрагонального Кристалла вместо кубического, а соотношение параметров решетки существенно отличается от С/а*1. Чем больше углерода, тем выше степень тетранергии мартенсита(рис. 10.14). Мартенсит обладает высокой твердостью (до 65 HRC.) и хрупкостью.
Высокая твердость мартенсита обусловлена деформацией кристаллической решетки и возникновением фазового упрочнения вследствие высокого внутреннего напряжения, определяемого соответственно растворенным углеродом и увеличением объема при превращении аустенита в мартенсит. В результате плотность дислокаций в мартенсите достигает уровня холодногнутой стали и равна 101 0 10 12 см2.
- Скорость образования мартенситных кристаллов очень высока, достигая 1000 м/с. Последующая мартенситная пластина (60°, 120°) ограничена размером первичной мартенситной пластины и границей зерен аустенита. О компании GE ® s Рис 10.14. Тетрагональная ячейка мартенсита 252г Высокая скорость образования мартенситных кристаллов при низких температурах превращения может быть объяснена прямым переходом от кристаллической решетки аустенита к мартенситной решетке(когерентная граница).
В почти мгновенном переходе y — >a атомы смещаются в строго ориентированной регулярности на расстояние, меньшее, чем расстояние между атомами. При этом сохраняются общие сопряженные поверхности решеток Y-и A-Fe-так называемые когерентные связи. Когерентные преобразования вызывают движение атомов только на небольшом расстоянии при переходе атомов из одной решетки в другую. Таким образом, кристаллическая решетка новой фазы мартенсита естественным образом ориентирована на начальную фазу-аустенит. Из-за разницы между когерентной связью решетки и удельным объемом фазы (аустенитной и мартенситной)
мартенситное превращение создает большое внутреннее напряжение. Людмила Фирмаль
Мартенситное превращение происходит в интервале температур начала и конца мартенситного превращения Ма и МК эвтектоидной стали, начиная с 240 и заканчивая при −50°С. Однако при этой температуре в Стали остается некоторое количество раскатанного, так называемого остаточного аустенита. Охлаждение ниже температуры МК не приводит к окончательному распаду. Расположение точек M h и M K зависит не от скорости охлаждения, а от содержания углерода в стали(рис. 10.15). Все легирующие элементы, растворенные в аустените, уменьшили точки MK и MK, за исключением кобальта и алюминия.
Мартенситное превращение очень чувствительно к напряжению, а деформация аустенита вызывает деформацию даже при температурах выше МА (образуется мартенситная деформация). Кристаллы могут иметь различные формы и субструктуры, в зависимости от состава сплава и, соответственно, температуры их образования. Существует два типа мартенсита: пластинчатый (игольчатый) и пакетный (стеллажный). 10.16). Пластинчатый мартенсит образуется на высокоуглеродистой стали с низкими значениями MH и MK. В этом случае мартенситные кристаллы средней зоны содержат большое количество микротвин и образуют повышенную зону травимости. Рис. 10: 15 влияние содержания углерода в Стали на температуру м»и М МК в начале и конце мартенситного превращения 253 страницы.
10.16 план формирования мартенсита из ламелей (Игла) (а) и планки (шишка) (б) Ри (Рис. 10.16, а). Сам кристалл мартенсита в этом случае представляет собой широкую пластину с появлением иглы в плоскости паза. Шихтовый (реечный) мартенсит характерен для низкоуглеродистых и среднеуглеродистых, а также конструкционных легированных сталей. В этом случае кристалл мартенсита имеет форму тонкой полосы, вытянутой в одном направлении(рис. 10.16 b) и соединены с упаковкой. Пакет (реечная передача) тонкая структура мартенсита представляет собой запутанную дислокацию высокой плотности (-1010-10 12 см2) при полном отсутствии близнецов. В легированной стали в мартенситном пакете между мартенситными кристаллами, как правило, имеется слой остаточного аустенита(рис. 10.16, б).
Размер любой формы кристаллов мартенсита определяется размером исходных зерен аустенита. Они крупнее, крупнее аустенитных зерен. Первая пластина мартенсита имеет длину, соответствующую боковому размеру зерна аустенита. Кристаллы, образующиеся при более низкой температуре, имеют меньшую длину(рис. 10.16, а). Когда эвтектоидная сталь охлаждается до комнатной температуры, в структуре остается остаточный аустенит, отличный от мартенсита. Наличие остаточного аустенита нежелательно, так как приводит к неоднородности характеристик в поперечном сечении и изменению размеров детали. Последнее обстоятельство объясняется тем, что мартенсит имеет наибольший удельный объем по сравнению с другими структурами, а аустенит-наименьший.
Таким образом, при переходе от аустенитной структуры к мартенситной объем и размеры деталей увеличиваются. Особенностью мартенситного превращения является то, что оно происходит только при непрерывном охлаждении. Задержка охлаждения при температурах выше температуры в конце мартенситного превращения приводит к стабилизации аустенита. Аустенит становится более стабильным. При последующем охлаждении его превращение затруднено и протекает с меньшей прочностью и полнотой. Эффект стабилизации аустенита зависит от температуры остановки при охлаждении.
Таким образом, особенностью мартенситного метаморфоза является ориентация характера CRI без его диффузии- 254 г Ствол и пласт при непрерывном охлаждении в диапазоне температур M n-M K. Отличительной особенностью мартенсита является его высокая твердость и прочность, величина которых возрастает с увеличением содержания углерода в содержании мартенсита. Переходное сопротивление низкоуглеродистого мартенсита (0,025% С) составляет 1000 МПа, а переходное сопротивление мартенсита с содержанием 0,6-0,7% С составляет 2600-2700 МПА, но тенденция хрупкого разрушения также увеличивается по мере увеличения содержания углерода в мартенсите.
Мартенсит, содержащий более 0,35-0,4% С, обладает низким сопротивлением образованию и распространению трещин, а также низким значением вязкости разрушения до 1С. Увеличение определенного объема при образовании мартенсита является одной из основных причин больших внутренних напряжений при упрочнении, которые вызывают деформацию и деформирование изделия, а также образование трещин.
Смотрите также:
| Промежуточное (бейнитное) превращение аустенита | Легированные чугуны |
| Изотермическое превращение аустенита в легированных сталях | Основы теории термической обработки общие сведения |
