13. Особенности Мартенситного превращения.

М артенсит является упорядоченным пересыщенным твердым раство­ром внедрения углерода в α-железе. Если в равновесном состоянии рас­творимость углерода в а -железе при 20 °С не превышает 0.002 %. то его содержание в мартенсите может быть таким же как в исходном аустените. т. е. может достигнуть 2.14 %.

Атомы углерода занимают октаэдрические поры вдоль осп в решетке α -железа (мартенсита) и сильно ее искажают. Мартенсит имеет тетраго­нальную решетку, в которой один период «с» больше другого - «а». При увеличении содержания углерода высота тетрагональной призмы «с» уве­личивается, а размеры ее основания уменьшаются. Мартенситное превра­щение происходит только в том случае, если быстрым охлаждением аустенит переохлажден до низких температур, при которых диффузионные про­цессы становятся невозможными. Превращение носит бездиффузионный характер. Мартенситное превращение осуществляется путем сдвига и не сопровождается изменением состава твердого раствора. Отдельные атомы смещаются относительно друг друга на расстояния, не превышающие меж­атомные, сохраняя взаимное соседство, однако величина абсолютного сме­щения растет пропорционально удалению от межфазной границы. Это при­водит к макроскопическому сдвигу, внешним проявлением которого явля­ется микрорельеф на поверхности металлического шлифа. В процессе пре­вращения кристаллы мартенсита сопряжены с аустенитом по определенным кристаллографическим плоскостям и межфазная граница не образуется. Пока на границе мартенсита и аустенита существует сопряженность реше­ток (когерентность), скорость образования и роста кристаллов мартенсита очень велика (-103 м/с). В процессе роста мартенситного кристалла вслед­ствие разности удельных объемов аустенита и мартенсита увеличиваются упругие напряжения в области когерентного сопряжения, что в конечном счете приводит к пластической деформации и образованию межфазной границы е неупорядоченным расположением атомов.

14. Собирательная рекристаллизация.

Собирательная рекристаллизация - вторая стадия рекристаллизацион-ного процесса - заключается в росте образовавшихся новых зерен. Движу­щей силой собирательной рекристаллизации является поверхностная энер­гия зерен. Рост зерен объясняется тем, что при наличии большого количест­ва мелких зерен их общая поверхность очень велика, и поэтому металл обладает большим запасом поверхностной энергии. При укрупнении зерен общая протяженность их границ становится меньше, что соответствует переходу металла в более равновесное состояние.

Особенность собирательной рекристаллизации заключается в том. что рост происходит не в результате слияния нескольких мелких зерен в одно более крупное зерно, а одни зерна растут за счет других зерен, «поедая» их вследствие перехода атомов через границы раздела зерно на одном участке может расти за счет соседнего зерна, а на другом участке может поглощать­ся другим, соседним с ним зерном. Процессы собирательной рекристалли­зации могут совершаться и до полного завершения первичной рекристалли­зации.

Собирательная рекристаллизация - процесс роста одних зерен данной фазы за счет других при практически равной объемной энергии, совер­шающийся миграцией границ под влиянием неуравновешенности сил зер-нограничного натяжения в тройных стыках и кривизны границ в направле­нии уменьшения неуравновешенности и кривизны.

Под действием неуравновешенности стыки мигрируют в направлении приближения углов в стыках к 120^е, а границы мигрируют к своим центрам кривизны.

В результате собирательной рекристаллизации происходит статистиче­ски однородное укрупнение зерен. Кривая распределения зерен но разме­рам смещается в сторону более крупных зерен, не меняя своего характера.