Тема 3.2.Превращения в кристаллах
Мартенситное превращение состоит в закономерной перестройке решетки, при которой атомы не обмениваются местами, а лишь смещаются одни относительно других на расстояния, не превышающие межатомные. При этом необходимо, чтобы граница раздела между старой (аустенит) и новой (мартенсит) фазами была когерентной, т. е. чтобы между решетками аустенита и мартенсита существовало хорошее сопряжение (рис. , а). Только при этих условиях возможно одновременное направленное перемещение атомов на расстояния, не превышающие межатомные, когда соседи любого атома в аустените являются соседями этого же атома в мартенсите (кооперативное превращение).
Рис. 8.1 Соотношение между решетками старой (аустенит) и новой (мартенсит)
фаз при мартенситном превращении
Поскольку объем аустенита отличается от объема мартенсита, на границе между ними возникают напряжения, все время усиливающиеся с ростом мартенситного кристалла и вызывающие пластическую деформацию в аустените. В результате пластической деформации нарушается когерентность решеток мартенсита и аустенита, образуется некогерентность решеток мартенсита и аустенита, появляется некогерентная граница (значительные искажения в расположении атомов, рис., б); превращение может идти только диффузионным путем, а при низких температурах диффузионный переход невозможен, поэтому рост мартенситного кристалла прекращается.
|
|
|
Мартенсит имеет совершенно отличную от других структур природу и образуется не так, как феррито-цементитные смеси. Характерной особенностью аустенито - мартенситного превращения является его бездиффузионный характер.
При большом переохлаждении углерод не успевает выделиться из твердого раствора (аустенита) в виде частиц цементита, как это происходит при образовании перлита, сорбита и троостита. Решетка гамма-железа перестраивается в решетку альфа-железа. Углерод остается внутри решетки железа, в результате чего получается пересыщенный твердый раствор углерода в альфа-железе. Значительное пересыщение альфа-железа углеродом вызывает изменение объемно-центрированной кубической решетки в тетрагональную, элементарной ячейкой которой является прямоугольный параллелепипед (рис. ).
Рис. 8.2 Атомы углерода в такой ячейке располагаются в междоузлиях (что характерно для твердого раствора внедрения) или в центре основания (сторона а), или в середине удлиненных ребер (сторона с). Степень тетрагональности, характеризующаяся отношением осей с/а, увеличивается с повышением содержания углерода в твердом растворе, достигая в стали с 1,7 % С значения 1,08.
|
|
|
Переход аустенита имеющего ГЦК решетку в мартенсит ОЦТ решетку может быть проиллюстрирован с помощью схемы приведенной на рисунке 3, где показаны ориентационные соотношения между плотноупакованной плоскостью (111) аустенита и (110) мартенсита.
|
|
Рис. 8.3. Схема формирования атомной плоскости типа (110) мартенсита из исходной плоскости типа (111) аустенита
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 66; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!