Кристаллическая структура мартенсита углеродистых сталей

В. А. Лободюк, Ю. Я. Мешков

Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 29.05.2019; окончательный вариант - 21.10.2019. Скачать: PDF

Проведён анализ результатов исследования кристаллической структуры мартенсита углеродистых сталей. Внедрение атомов углерода в стали (до 1,7% масс. или $\cong$ 8 ат.%) на одно из рёбер $a$, $b$, $c$ ОЦК-решётки мартенситной фазы (типа ОЦК-решётки $\alpha$-Fe) приводит к увеличению этого ребра и соответствующим изменениям соседних рёбер. В этом случае кристаллическую структуру мартенсита можно представить в виде набора блоков из 4-х искажённых ОЦК-решёток с разными размерами $a$, $b$, $c$ рёбер. При упорядоченном расположении атомов углерода только на ребре $c$ возникает псевдотетрагональная структура, что приводит к дублетному расщеплению дифракционных линий. В случае хаотического (неупорядоченного) расположения атомов С (на любом из рёбер $a$, $b$, $c$) структура мартенсита остаётся кубической, а дифракционные линии уширяются. Кристаллическая структура мартенсита также достаточно хорошо характеризуется с помощью среднеквадратичных смещений атомов Fe из положений равновесия, вызванных периодическим внедрением атомов С на рёбра $c$ ОЦК-решёток мартенсита.

Ключевые слова: углеродистая сталь, мартенсит, кристаллическая структура, упорядочение, блоки подрешёток, тетрагональность, псевдотетрагональность.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i01/0123.html

PACS: 61.50.Ks, 61.66.Dk, 61.72.Bb, 61.72.Dd, 61.72.S-, 81.30.Kf


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. W. L. Fink and E. D. Campbell, Trans. Am. Soc. Steel Treat., 9, No. 6: 717 (1926).
  2. Г. В. Курдюмов, Н. Я. Селяков, Н. Т. Гудцов, Журнал прикладной физики, 4, вып. 2: 51 (1927).
  3. E. Önman, Nature, 127, No. 4: 270 (1931). Crossref
  4. K. Honda and Z. Nishiyama, Sci. Rep. Tohoku Imp. Univ., 21, Ser. 1: 299 (1932).
  5. G. V. Kurdyumov, J. Iron Steel Inst., 195, No. 1: 26 (1960).
  6. A. G. Khachaturyan and G. V. Kurdyumov, Acta Metallurg., 23, No. 9: 1077 (1975). Crossref
  7. G. V. Kurdjumov and A. G. Khachaturyan, Metallurg. Trans., 3, No. 5: 1069 (1972). Crossref
  8. Y. Lu, H. Yu, and R. D. Sisson Jr., Mater. Sci. Eng. A, 700, No. 5: 592 (2017). Crossref
  9. Э. Э. Каминский, М. Д. Перкас, Проблемы металловедения и физики металлов: Сб. ЦНИИЧМ (Москва: Металлургия: 1949), с. 211.
  10. K. Honda, Archiv Eisenhuttenw., 1, No. 4: 527 (1927/28). Crossref
  11. Л. И. Лысак, Я. Н. Вовк, Физ. мет. металловед., 20, № 3: 540 (1965).
  12. Ю. Л. Альшевский, Г. В. Курдюмов, Физ. мет. металловед., 25, № 1: 172 (1968).
  13. L. Cheng, A. Böttger, Th. H. de Keijser, and E. L. Mittemeijer, Scr. Metallurg. et Materialia, 24, No. 3: 509 (1990). Crossref
  14. O. D. Sherby, J. Wadsworth, D. R. Lesuer, and C. K. Syn, Metallurg. Trans., 49, No. 9: 2016 (2008). Crossref
  15. Ю. Л. Альшевский, Физ. мет. металловед., 27, № 4: 716 (1969).
  16. А. Г. Хачатурян, Теория фазовых превращений и структура твердых растворов (Москва: Наука: 1974).
  17. V. A. Lobodyuk, Yu. Ya. Meshkov, and E. V. Pereloma, Metallurg. and Mater. Trans., 50A, No. 1: 97 (2019). Crossref
  18. В. А. Лободюк, Ю. Я. Мешков, Металлофиз. новейшие технол., 39, № 9: 1281 (2017). Crossref
  19. C. Zener, Trans. AIME, 167, No. 3: 550 (1946).
  20. В. К. Крицкая, В. А. Ильина, ДАН СССР, 185, № 6: 1273 (1969).
  21. В. К. Крицкая, Несовершенства кристаллического строения и мартенситные превращения (Москва: Наука: 1972), c. 94.
  22. М. П. Арбузов, ДАН СССР, 74, № 6: 1085 (1950).
  23. В. И. Изотов, Л. М. Утевский, Физ. мет. металловед., 25, № 1: 98 (1968).
  24. E. Bain, Trans. AIME, 70, No. 1: 25 (1924).
  25. В. А. Ильина, В. К. Крицкая, Г. В. Курдюмов, ДАН СССР, 85, № 1: 997 (1952).
  26. H. Lipson and A. M. B. Parker, J. Iron and Steel Inst., 149, No. 1: 123 (1944).
  27. М. П. Арбузов, Л. И. Лысак, Е. Г. Нестеренко, ДАН СССР, 90, № 3: 373 (1953).