Обратное мартенситное превращение

___Главный металлург компании “ТехноИнжениринг.РФ” пишет: 
___При нагреве мартенсита выше температуры фазового равновесия свободная энергия аустенита становится меньше, чем свободная энергия мартенсита. Поэтому в соответствии с термодинамическим принципом такая система будет стремиться перейти в состояние с меньшей свободной энергией, в результате чего произойдет обратное мартенситное превращение. Из схемы видно, что превращение мартенсита в аустенит при нагреве начинается при температуре, и заканчивается при температуре. Величина перегрева зависит от различных несовершенств кристаллов и от энергии упругой деформации, возникающей при перестройке решетки мартенсита в аустенит; для железистых сплавов составляет 200…400°С. Отметим, что для мартенситных превращений, эта величина значительно меньше. Необходимым условием протекания превращения по мартенситному механизму, является отсутствие диффузионных процессов при нагреве, которые, как известно, приводят сначала к распаду мартенсита на феррит и карбид, а потом к образованию аустенита. Поэтому обратное мартенситное превращение наблюдается только в высоколегированных, безуглеродистых сплавах железа. Благодаря легирующему элементу снижается температура фазового равновесия, превращение протекает в условиях, при которых не происходит распад мартенсита. 
___Впервые обратное превращение наблюдали Г. Вассерман и 3. Нишияма в сплаве. При рентгенографическом изучении ориентировки фаз они заметили, что после нагрева выше 500°С восстанавливается монокристалл аустенита с первоначальной ориентировкой. Мартенситный характер этого превращения был доказан микроструктурными исследованиями поверхностного рельефа значительно позднее в работах В. Н. Гриднева и Я. М. Головчинера. Используя сплавы, имеющие при комнатной температуре аустенитную структуру, Я. М. Головчинер получил рельеф на поверхности, претерпевшей превращение во время охлаждения до низких температур. После сошлифовки этого рельефа на гладкой поверхности образца при нагреве снова появился рельеф, характеризующийся тем, что на местах выступов появились впадины, и наоборот, на местах впадин образовались выступы. 
___Однако такая картина наблюдается не всегда. В аналогичном сплаве на месте пластины а-мартенсита, выявляемой травлением шлифа, В. Г. Горбач и Э. Д. Бутакова получили волнистый рельеф, состоящий из ряда выступов и впадин. Этот рельеф не соответствовал тому, который возник первоначально при образовании пластины а-мартенсита. Проведенное авторами детальное изучение микроструктуры после превращения показало, что при нагреве в кристалле а-мартенсита возникает ряд отдельных фрагментов аустенита, которые растут самостоятельно от разных зародышей внутри пластины фазы. Следовательно, при обратном превращении не происходит уменьшение кристалла мартенсита от периферии к центру, т. е. не происходит движение границы раздела в обратном направлении, а возникают отдельные фрагменты аустенита, которые благодаря направленному, однородному сдвигу дают своеобразный волнистый рельеф в виде выступов и впадин. Аналогичные результаты были получены несколько позже X. Кеслером и В. Петчем. 
___Рентгеноструктурные исследования железоникелевых сплавов показали, что в случае мартенситного механизма превращения монокристалл аустенита полностью восстанавливается, т. е. не появляются новые кристаллы фазы с ориентировкой, отличной от исходной. Однако в некоторых Fe-Ni сплавах, имеющих достаточно высокую температуру обратного перехода, одновременно с завершением этого превращения идет рекристаллизация, в результате которой монокристалл аустенита превращается в поликристалл. Зависимость количества аустенита, возникающего из фазы, от температуры нагрева имеет такой же вид, как и мартенситная кривая при превращении. Однако обратное мартенситное превращение изучено менее подробно, чему превращение. Это связано с тем, что при температурах превращения трудно избежать распада, в результате чего на мартенситное накладывается диффузионное превращение, а также процессы рекристаллизации. 
___В углеродистых сталях даже при самых больших скоростях нагрева не удалось осуществить превращение по мартенситному механизму. Это связано с тем, что даже при очень быстром нагреве углерод успевает выйти из кристаллической решетки мартенсита, в результате этого температура перехода повышается до температур, при которых это превращение имеет диффузионный характер. Еще задолго до окончательного решения вопроса о кристаллической структуре мартенсита Е. Бейн, не располагая данными о закономерной ориентировке его кристаллической решетки относительно решетки аустенита и сведениями о габитусной плоскости, предложил в 1924 г. схему образования решетки мартенсита из аустенита. Тонкими линиями показаны две смежные элементарные ячейки аустенита, жирными – одна ячейка мартенсита. Он выделил в двух смежных элементарных ячейках аустенита одну ОЦТ решетку с отношением осей, которая переходит в решетку мартенсита путем сжатия и растяжения осей. При такой деформации решетки степень тетрагональности уменьшается в зависимости от концентрации углерода в стали. Однако ориентировка прехода аустенита в мартенсит по Бейну, габитусная плоскость и макроскопический сдвиг, получаемые согласно механизму Е. Бейна, не совпадают с теми, которые экспериментально наблюдаются в сталях. Это обусловлено тем, что в действительности механизм перестройки решетки аустенита в решетку мартенсита более сложный.
___ 
__________________________________________________________
P.S.
___Уважаемый читатель!!! Уверен, что эта интересная информация будет очень полезна для Вас, избавив от множества проблем в повседневной жизни. В знак благодарности, прошу Вас поощрить скромного автора незначительной суммой денег.
___Конечно, Вы можете этого и не делать. В то же время подмечено, что в жизни есть баланс. Если сделать кому-то добро, то оно вернётся к Вам через определённое время в несколько большем количестве. А если сделать человеку зло, то оно возвращается в очень скором времени и значительно большим.
___Предлагаю сделать свой посильный вклад (сумму можно менять):
___
____________________________________________
Запись опубликована в рубрике 7. Термическая обработка металлов с метками . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *