Образование - кристалл - мартенсит
Cтраница 1
Образование кристалла мартенсита связано не только с понижением объемной свободной энергии ( A. А пов) и, что особенно важно, энергии упругой деформации ( AFynp), препятствующих превращению. [1]
Скорость образования кристаллов мартенсита очень велика, достигает 1000 м / с. [2]
 |
Изменение длины образца из сплава Си-Al - Ni при охлаждении и иагревс под действием постоянной нагрузки о - 20 МПа. [3] |
Деформация при темп-ре, превышающей 4К, также может приводить к образованию кристаллов мартенсита. Последующее уменьшение и снятие напряжений вызывает с нек-рым гистерезисом по напряжению) уменьшение и исчезновение этих кристаллов, восстанавливается стабильная при этих темп - pax в отсутствие напряжений высокотемпературная фаза, а следовательно, и исходная форма образца. На рис. 2 приведена типичная кривая ст-е при нагруже-вии и разгружении монокристалла сплава Си - Al - Ni цри темп-ре выше Ак. [4]
Это связано, как указывалось выше, с упругой энергией, возникающей при образовании кристалла мартенсита. Увеличение гистерезиса обусловливается, вероятно, тем, что при высоких температурах ( выше 500 - 600) сильные локальные нарушения структуры неустойчивы и быстро исчезают и потому отсутствуют места, в которых работа образования зародыша сильно уменьшена. [5]
Напряжения, достаточно однородные в области размерами порядка длины пластинки мартенсита и определенным образом направленные, несомненно должны облегчать образование кристаллов мартенсита. Напряжения, однородные в большом объеме, должны приводить к тому, что не все возможные ориентировки кристаллов мартенсита будут равно вероятны. При приложении внешних сил преимущественно реализуются ориентировки, для которых направление напряжений благоприятствует сдвигу. [6]
 |
Схематическая диаграмма прямого и обратного мартен-ситного превращения для-твердого раствора различных концентраций. [7] |
Главной причиной большого гистерезиса при мартенситном превращении является возникновение значительной энергии упругих деформаций ( упругой энергии) в процессе образования кристаллов мартенсита. [8]
Однако кристаллы мартенсита могут образоваться и выше точки М, если упругая энергия полностью или частично компенсируется в данной системе при внешнем приложении поля напряжений, противоположного тому, которое возникает в процессе образования кристалла мартенсита. Возможно, что образование кристаллов мартенсита при пластической деформации выше точки М обусловливается не только возникновением нарушений, стимулирующих образование зародышей, но и созданием такого поля. По мере повышения температуры для образования мартенсита требуется все большая пластическая деформация. Повышение же степени деформации способствует увеличению сопротивления аустенита пластической деформации ( упрочнение) и позволяет создать в нем более высокие напряжения. [9]
К основным структурным механизмам обратимой деформации, обес-гечивающим проявление памяти формы, относятся [23-25]: движение хмгерентной границы мартенсита с аустенитом или мартенситом друго-о типа; движение границ существующих двойников превращения; де-эормационное двойникование мартенсита; движение границы между ристаллами мартенсита; образование кристаллов мартенсита новых ори-тационных вариантов в существующем мартенсите. [10]
Пластическая деформация приводит к образованию мартенсита при температурах выше точки Ма по двум причинам: во-первых, она может структурно подготовить участки исходной фазы для зарождения в них мартенсита и, во-вторых, она создает такие локальные поля упругих напряжений, которые облегчают образование кристаллов мартенсита. Поле упругих напряжений, созданное в исходной фазе пластической деформацией, может частично компенсировать те упругие напряжения, которые неизбежно возникают при образовании зародыша мартенсита и с которыми связана свободная энергия Д / упр, препятствующая фазовому превращению. Чем ближе к TQ температура деформирования переохлажденной исходной фазы, тем меньше Д / б ( см. рис. 121) и тем больше должна быть степень деформации, вызывающей образование мартенсита. Выше некоторой температуры Мк никакая пластическая деформация не способна вызвать мартенситное превращение во время деформации. [11]
 |
С-образная диаграмма изотермического превращения аустенита в мартенситной области температур для сплава Н24ГЗ ( 23 8 % №. 3 2 / Мп. [12] |
Как было сказано, при остановке охлаждения превращение прекращается. Однако образование кристаллов мартенсита останавливается не сразу после того, как образец принимает температуру ванны. В течение некоторого времени происходит изотермическое превращение аустенита в мартенсит, скорость которого быстро уменьшается. Количество мартенсита, образующегося изотермически, в большинстве технически используемых сталей очень мало и составляет от долей процента до нескольких процентов. Однако в некоторых случаях, например в районе комнатных температур у сталей с мартенситной точкой ниже 100, оно измеряется десятками процентов. Так, в случае марганцовистой стали, содержащей 0 95 % С и 3 5 / о Мп и имеющей мар-тенситную точку около 85, при комнатной температуре в течение 10 мин. [13]
На наличие сдвига указывает и изменение формы царапин на полированном шлифе, подвергнутом превращению. При образовании кристалла мартенсита появляется излом царапины, при этом она остается непрерывной. [14]
Однако кристаллы мартенсита могут образоваться и выше точки М, если упругая энергия полностью или частично компенсируется в данной системе при внешнем приложении поля напряжений, противоположного тому, которое возникает в процессе образования кристалла мартенсита. Возможно, что образование кристаллов мартенсита при пластической деформации выше точки М обусловливается не только возникновением нарушений, стимулирующих образование зародышей, но и созданием такого поля. По мере повышения температуры для образования мартенсита требуется все большая пластическая деформация. Повышение же степени деформации способствует увеличению сопротивления аустенита пластической деформации ( упрочнение) и позволяет создать в нем более высокие напряжения. [15]
Страницы: 1 2