Ще раз про природу утворення мартенситу в залізі та сталях
I. М. Лаптєв, О. О. Пархоменко
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, вул. Академічна, 1, 61108 Харків, Україна
Отримано: 24.07.2020. Завантажити: PDF
З позицій методу фазових діаграм мартенситних перетворень (ФДМП) проведено аналіз літературних даних, отриманих експериментально і теоретично при вивченні мартенситних перетворень в вуглецевих сталях, починаючи з 20-х років минулого століття і закінчуючи сучасними роботами. Відповідно до ФДМП, не можна розглядати поліморфні фазові перетворення (в тому числі і мартенситні) без урахування участі в них вакансій. Саме вакансії є сполучною ланкою, яка об’єднує в єдине ціле об’єм, деформації та напруги. Зіставлення відомих даних про зміни параметрів кристалічних ґратниць аустеніту, фериту і мартенситу дозволило зробити висновок про те, що при утворенні мартенситного кристала Карбон просто зміщується у всіх комірках вздовж ребра, сприятливо орієнтованого щодо чинного градієнта гартівних напружень. При цьому тетрагональність мартенситу у вуглецевих сталях визначає не Карбон, а комплекси «вакансія–Карбон», що виникають в результаті, наприклад, гарту. Запропоновано схему визначення хвиль концентраційних неоднорідностей у вуглецевих сталях. Побудовано залежності $\Delta T = M_s - M_f$ від концентрації Карбону. На основі цих побудов показано, що в мартенситі не може міститися Карбону більше 1% ваг. Метод ФДМП дозволяє розділити процес утворення мартенситу на два етапи. Перший етап — утворення пружного «аустенітного» мартенситу ($\gamma^{'}$-фаза) зсувом в процесі охолодження. Деформація кристала здійснюється до тих пір, поки $\gamma^{'}$-фаза залишається стійкою. Другий етап — втрата стійкості, виокремлення кристала і перетворення його в «феритний» ($\alpha^{'}$-фаза) мартенсит. Другий етап є квантово механічним явищем, оскільки процес обумовлено зміною міжатомних зв’язків. Процес протікає миттєво, чистим зсувом і при незмінній температурі.
Ключові слова: кристалічна структура, фазові перетворення, мартенсит, вуглецева сталь, тетрагональність, вакансії, напруження.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v42/i11/1583.html
PACS: 61.50.Ks, 61.66.Dk, 61.72.Bb, 61.72.Dd, 61.72.S-, 81.30.Kf