Южно-Казахстанский государственный педагогический институт

Кафедра физики-математики

Исследование прямого мартенситного ’ превращения, индуцированного деформацией в нержавеющих сталях 12Х18Н10T и 12Х18Н9

Шымкент-2017

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................2

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР......................................................................................3

3. ИССЛЕДУЕМЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА..............11

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

4.1. Калориметрическое изучение мартенситного γ→α'-превращению при

деформации стали 12Х18Н10Т……………………......………...............17

4.2. Изучение особенности мартенситных превращения инициируемой

деформацией нержавеющей стали Fe-Cr-Ni ……………………………....20

4.3. Изучение влияние отжига на обратное мартенситное превращение

в нержавеющей аустенитной стали 12Х18Н10Т...........................................24

4.4. Изучение мартенситные превращения в нержавеющей аустенитной

стали 12х18н9, облученной альфа частицами................................................28

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ…..................................................................................................33

6.ЛИТЕРАТУРА…....................................................................................................35

1. Введение

Исследования мартенситного превращения иницируемого деформацей в сплавах на основе железа имеют важное значение для выяснения структурных причин формирования физическо-механических свойств при термомеханической обработке промышленных сплавов. Нержавеющая Fe-Cr-Ni –сталь после отжига при высоких температурах (1300 К) при охлаждении на воздухе сохраняет аустенитную структуру γ (ГЦК-решетка), и только ниже температуры M_s в стали происходит бездиффузионный фазовый переход аустенита γ (ГЦК-решетка) в феррит α^/ (ОЦК-решетка), широко известное мартенситное превращение [1]. Выше температуры М_s аустенитная структура остается в устойчивом метастабильном состоянии.

Однако под действием пластичного деформирования при температуре выше M_s из аустенита образуется также бездиффузионно так называемый мартенсит деформации со структурой феррита α^/ (ОЦК-решетка). Выше температуры M_d аустенит остается стабильным, так что мартенсит деформации может инициирован только интервале температур М_s<T<M_d, которые для нержавеющий аустенитной стали 12Х18Н10Т равны 148⁰К (-125⁰С) и 373⁰К (100⁰С) соответственно.

В настоящей работе представлены результаты изучения мартенситное превращение нержавеющей аустенитной стали 12Х18Н10Т.

2.Литературный обзор

Мартенситное превращение в нержавеющей стали аустенитного класса состоит в закономерной кооперативной перестройке кристаллической решетки исходной фазы (аустенита, ГЦК) в новую фазу (мартенсит, ОЦК), при которой относительное смещение атомов не превышает межатомное /1-5/.

Название «мартенсит» (в честь немецкого ученого Мартенса) первоначально применялось для обозначения твердой составляющей микроструктуры, обнаруживаемой в закаленных углеродистых сталях. Впоследствии было установлено, что не только сталь, но и другие материалы демонстрируют такой же тип фазового превращения в твердом состоянии, известный как мартенситное превращение – иногда он также называется преобразованием сдвига или смещения.

Существенной особенностью этого вида превращения является его бездиффузионность, что позволяет выделить превращения этого типа в особый класс фазовых превращений в твердом состоянии.

Некоторые типичные признаки образования мартенсита:

а) исходные кристаллы и кристаллы мартенсита имеют одинаковый химический состав, но различную структуру решетки;

б) мартенсит образуется при низких температурах и за минимально короткий период реакции;

в) между решетками исходных кристаллов и кристаллами мартенсита имеется вполне определенное ориентационное соотношение.

Уже с начала нынешнего столетия было известно, что пластическая деформация аустенита () приводит к образованию мартенсита () в метастабильных нержавеющих сталях. Этот эффект был вначале объяснен взаимодействием напряжений и изменением объема. Однако в 1093 году Курдюмов и Закс предложили модель  превращения и пришли к заключению, что образованию мартенсита способствует наличие значительных сдвиговых усилий, а изменение объема оказывает меньшее влияние. Эта гипотеза затем была подтверждена и развита.

Как и другие фазы, мартенсит образуется с помощью центров кристаллизации и путем роста кристаллов, причем стадии переходят одна в другую. В качестве центров кристаллизации обычно служат такие дефекты кристаллической решетки как дислокации или дефекты упаковки. Рост кристаллов происходит за счет движения дислокаций. Ранее доказано, что существует аналогия между механизмом образования мартенсита и механическим двойникованием. Оба механизма изменения решеток протекают при самых низких температурах и с высокой скоростью и приводят к определенной взаимосвязи ориентаций, дают похожие поверхностные рельефы и имеют в идеальном случае плоскую инвариантную плоскость габитуса /6-10/.