Кинетика мартенситного превращения.

Мартенситное превращение в общем случае не удается подавить быстрым охлаждением, как это может быть при диффузионных превращениях. При переохлаждении до температуры, соответствующей точке Мд[1], аустенит начинает превращаться в мартенсит. Следовательно, тем-

пература, отвечающая точке MR, соответствует началу мартенситного превращения.

Мартенситные кривые для высокоуглеродистой (а) и низкоуглеродистой (б) сталей (Л — остаточный аустенит)

Рис. 119. Мартенситные кривые для высокоуглеродистой (а) и низкоуглеродистой (б) сталей (Лост — остаточный аустенит):

•---— мартенситная кривая после ста

билизации аустенита

Чтобы мартенситное превращение развивалось, необходимо непрерывно охлаждать сталь ниже температуры Мп. Если охлаждение прекратить, то мартенситное превращение практически также остановится. Эта особеп- ность мартепситного превращения резко отличает его от диффузионного перлитного, которое полностью протекает в изотермических условиях при температуре ниже точки А. Зависимость количества образовавшегося мартенсита от температуры, до которой охлажден образец, может быть выражена так называемой мартенситной кривой (рис. 119).

Чем ниже температура, тем больше образуется мартенсита. Количество мартенсита при этом возрастает в результате образования все новых и новых кристаллов, а не вследствие роста уже возникших кристаллов, имеющих некогерентную границу. По достижении определенной для каждой стали температуры превращение аустенита в мартенсит прекращается. Эту температуру окончания мартенситного превращения обозначают Мк. Положение точек

Температура мартенситных точек М и М

Рис. 120. Температура мартенситных точек Мя и Мк:

а — влияние содержания углерода; б «— влияние содержания легирующих элементов

Мн и М„ не зависит от скорости охлаждения и обусловлено химическим составом аустенита. Чем больше в аустените углерода, тем ниже температура точек Мп и Мк (рис. 120, а). Все легирующие элементы, растворенные в аустените, за исключением кобальта и алюминия, понижают точки Мп и Мк (рис. 120, б).

Мартенситное превращение очень чувствительно к напряжениям, а деформация аустенита может вызывать превращение даже при температурах выше Мн (мартенсит деформации).

Кристаллы мартенсита в зависимости от состава стали, а следовательно, и от температуры своего образования могут иметь различные морфологию и субструктуру. Различают два типа мартенсита — пластинчатый и реечный (рис. 121). Пластинчатый мартенсит образуется в высокоуглеродистых сталях, характеризующихся низкой температурой мартенситной точки (см. рис. 119, 120). В этом случае кристаллы мартенсита состоят в средней своей части из большого числа микродвойников, образующих среднюю зону повышенной травимости, называемую нередко мидрибом[2] (рис. 121).

На рис. 118, б приведена микроструктура такого мартенсита. Его кристаллы представляют собой широкие пластины. В плоскости шлифа они имеют вид игл.

Наиболее часто (конструкционные углеродистые и легированные стали) кристаллы мартенсита имеют форму тонких реек (реечный мартенсит), вытянутых в одном направлении (см.

рис. 118, в, 121). Чаще образуется и наблюдается пакет из реек (см. рис. 121). Такой высокотемпературный мартенсит называют массивным, в отличие от игольчатого (см. рис. 118).

Тонкая структура реечного мартенсита сложна и представляет собой запутанные дислокации высокой плотности (~1012 см-2) при отсутствии двойниковых кристаллов. В легированных сталях нередко внутри мартенситных пакетов между кристаллами мартенсита сохраняются прослойки остаточного аустенита (см.

Схема пластинчатого (игольчатого) (а) и реечного (массивного) (б) мартенсита

Рис. 121. Схема пластинчатого (игольчатого) (а) и реечного (массивного) (б) мартенсита

рис. 118, б и а и 121, б).

Размеры кристаллов любой морфологии мартенсита определяются величиной исходного зерна аустенита. Они тем крупнее, чем больше зерно аустенита. Первая пластина мартенсита имеет протяженность, соответствующую поперечному размеру зерна аустенита. Кристаллы, образующиеся при более низких температурах, стеснены в своем развитии и имеют меньшие размера (см. ри<з. 121].

  • [1] 2 В иностранной литературе мартенситная точка обозначается М8 от английского слова start (начало). Точка конца превращения обозначается Mf от словаfinish (конец).
  • [2] От английского midrib — сокращенное middleribbon — средняя полоска.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >