9. Природа мартенситу

Мартенсит у залізовуглецевих сталях– це твердий перенасичений розчин вуглецю в -залізі. Мартенсит володіє високою міцністю і твердістю. Твердість мартенситу залежить від вмісту вуглецю в сталі і може досягти 62-65 HRC.

Твердість мартенситу залежить від вмісту в ньому вуглецю і зростає при збільшенні цього вмісту. Сталь, яка містить 0,6% С після гартування має твердість на рівні 65HRC. Розрізняють наступні види мартенситу:

- низьковуглецевий (0.2-0.3 %С). Низьковуглецевий мартенсит володіє помірною ударною в'язкістю і тому може сприймати помірні динамічні і ударні навантаження.

- високовуглецевий ( більше 0.3 % С). Високовуглецевий мартенсит має практично нульову ударну в'язкість і тому в умовах динамічних навантажень не працює.

10. Механізм мартенситного перетворення.

Мартенситне перетворення відбувається тільки тоді, коли аустеніт за рахунок великої швидкості охолодження до низьких температур, при яких внаслідок низької енергії атомів дифузійні процеси неможливі, перетворюються по бездифузійному зсувному залізі в 𝛌 – гратку.

Мартенситне перетворення здійснюється шляхом зсуву і не супроводжується зміною складу твердого розчину. При зсувному механізмі окремі атоми зміщуються один відносно одного на відстань, що не перевищує міжатомну.

На початковій стадії кристали мартенситу когерентно зв’язані з граткою аустеніту. У процесі росту мартенситного кристалу, внаслідок питомих об’ємів аустеніту і мартенситу збільшуються об’ємні напруження в області когерентного спряження їх кристалічних граток, що призводить до утвореня міжфазової границі з невпорядкованим розміщенням атомів. Когерентність аустеніту порушується у процесі росту кристалами мартенситу зерна та ін.. дефектів кристалічної будови.

При порушенні когерентності кристалічних граток аустеніту і мартенситу подальший перехід атомів з аустеніту в мартенсит стає неможливим і ріст кристалу в мартенсит припиняється. Подальше перетворення аустеніту в мартенсит протікає в результаті утворення нових кристалів мартенситу. Дифузійний перехід атомів з кристалу мартенситу при низьких температурах неможливий. Рисунок див. у лекції №11.

11. Вплив вмісту вуглецю на температури початку і кінця мартенситного перетворення.

Якщо переохолодити аустеніт до точки Mн, то почнеться так зване мартенситне перетворення, що відбувається при безперервному охолодженні в інтервалі температур від точки Мн "до точки Мк, що лежить нижче О ° С при С> 0,8%.

Інтервал температур Mн ... Mк залежить від кількості вуглецю в аустеніт сталі (рис.2)

Так при вмісті вуглецю більше 0.6% точка Мн знаходиться в області негативних температур. Швидкість охолодження практично не впливає на температуру Мн і Мк.

12. Вплив легуючих елементів на температури початку і кінця мартенситного перетворення.

Легуючі елементи дуже сильно впливають на ізотермічен ~ ський розпад аустеніту. Всі елементи, крім кобальту, уповільнювався-ізотермічний розпад аустеніту і підвищують тим самим Прокаєв ваемость. Вони як би зрушують вправо С-подібну криву на д ~ ~ грамі ізотермічного розпаду аустеніту.

Легирующие элементы не оказывают заметного влияния превращения, происходящие в закаленной стали при температу ниже 150° С. Но они сильно замедляют превращения, происход щие при температуре выше 150° С. Легированный мартенсит усто! чивее нелегированного. Карбиды и цементит с растворенны в нем карбидообразующими элементами менее склонны к коаг ляции, чем чистый цементит. Карбидообразующие элементы ос бенно сильно замедляют превращения, происходящие при отпуск Легирующие элементы, не образующие карбидов, также затруд няют отпуск закаленной стали, но влияние их обычно слабее. Наиболее сильно из элементов, не образующих карбидов, влияет кремний. Отпуск закаленной легированной стали приходится проводить при более высоких температурах и длительность вьг держки увеличивать