Cтраница 2
Любое внедрение атомов углерода в кристаллическую решетку железа энергетически не выгодно, так как это приводит к ее деформации и искажению. Скопления атомов углерода могут привести к образованию не пластинчатого, а замкнутого, в виде фуллеренов, строения. [16]
Однако следует говорить не о флукту-ационных изменениях, а об образовании устойчивых сегрегации атомов углерода. Известно, что дислокации, границы зерен и субзерен, полосы скольжения и др. могут быть местами скопления атомов углерода, что доказывается в целом ряде экспериментальных работ. Подробный анализ большого числа исследований, сделанный в работе [20], показывает, что до сих пор недостаточна информация о том, какова же концентрация углерода в этих местах и являются ли данные области участками твердого раствора с измененной концентрацией или же выделившейся избыточной фазой. В этой работе приводятся данные о том, что при нагреве выше 400 С сегрегационный эффект в значительной мере уменьшается либо просто исчезает. Некоторые концентрационные изменения, безусловно, могут сохраниться до температур а - 7-превращения, но они не могут достигать столь больших значений, как требует флуктуаци-онная концепция. В то же время теоретическое рассмотрение показывает, что даже весьма незначительные отклонения от средней концентрации в сторону приближения к равновесному составу приводит к резкому возрастанию вероятности образования зародыша новой фазы. [17]
Однако следует говорить не о флукту-ационных изменениях, а об образовании устойчивых сегрегации атомов углерода. Известно, что дислокации, границы зерен и субзерен, полосы скольжения и др. могут быть местами скопления атомов углерода, что доказывается в целом ряде экспериментальных работ. Подробный анализ большого числа исследований, сделанный в работе [20], показывает, что до сих пор недостаточна информация о том, какова же концентрация углерода в этих местах и являются ли данные области участками твердого раствора с измененной концентрацией или же выделившейся избыточной фазой. В этой работе приводятся данные о том, что при нагреве выше 400 С сегрегационный эффект в значительной мере уменьшается либо просто исчезает. Некоторые концентрационные изменения, безусловно, могут сохраниться до температур а - 7-превращения, но они не могут достигать столь больших значений, как требует флуктуаци-онная концепция. В то же время теоретическое рассмотрение показывает, что даже весьма незначительные отклонения от средней концентрации в сторону приближения к равновесному составу приводит к резкому возрастанию вероятности образования зародыша новой фазы. [18]
Мартенсит резко отличается по свойствам от аустенита. Он очень тверд - твердость по Роквеллу HRC 65 ( более НВ 600) - и ферромагнитен. Причина большой твердости мартенсита в сталях, содержащих углерод, заключается в образовании сильно пересыщенного углеродом раствора на основе а-железа, появлении двойников и большого числа дислокаций из-за упруго-пластической деформации фаз, скоплении атомов углерода около дислокации, начавшемся выделении мельчайших частиц карбидов из раствора. При обсуждении процессов, связанных с появлением или превращениями мартенсита, нельзя пользоваться правилом фаз, так как мартенсит представляет собой неравновесную метаста-бильную фазу. [19]
Неметаллические включения и аустенит имеют различные коэффициенты термического расширения. Поэтому при температуре изотермической выдержки в аустените ( вокруг включений) возможно появление напряжений, величина которых может оказаться достаточной для создания дислокаций, могущих служить местами предпочтительного зарождения. Известно, что вокруг краевой дислокации кристаллическая решетка аустенита упруго деформирована. В зоне, расположенной ниже края неполной атомной плоскости ( экстраплоскости), кристаллическая решетка растянута, а в зоне, в которой расположена экстраплоскость, - сжата. Из энергетических соображений следует, что атомам углерода, растворенным в аустените по принципу внедрения, выгоднее переместиться из объемов аустенита, где отсутствуют дислокации, в зоны, расположенные у дислокаций. При таком перемещении атомов углерода уровень свободной энергии системы снижается. Такое перемещение приводит к созданию скоплений атомов углерода у дислокаций, вследствие чего создаются более благоприятные условия для возникновения концентрационных флуктуации и, следовательно, облегчаются условия для образования критических зародышей цементита. Преимущественное зарождение цементита на дислокациях обнаружено экспериментально. [20]