Материаловедение Схема строения (стр. 2 из 4)

Мартенситное превращение состоит в закономерной перестройке решетки, при которой атомы не обмениваются местами, а лишь смещаются одни относительно других на расстояния, не превышающие межатомные. При этом необходимо, чтобы граница раздела между старой (аустенит) и новой (мартенсит) фазами была когерентной, т. е. чтобы между решетками аустенита и мартенсита существовало хорошее сопряжение (рис. 6, а). Только при этих условиях возможно одновременное направленное перемещение атомов на расстояния, не превышающие межатомные, когда соседи любого атома в аустените являются соседями этого же атома в мартенсите (кооперативное превращение).

Поскольку объем аустенита отличается от объема мартенсита, на границе между ними возникают напряжения, все время усиливающиеся с ростом мартенситного кристалла и вызывающие пластическую деформацию в аустените. В результате пластической деформации нарушается когерентность решеток мартенсита и аустенита, образуется некогерентность решеток мартенсита и аустенита, появляется некогерентная граница (значительные искажения в расположении атомов, рис. 6, б); превращение может идти только диффузионным путем, а при низких температурах диффузионный переход невозможен, поэтому рост мартенситного кристалла прекращается.

Характерным для мартенситного превращения является также измельчение блочной структуры, появление в кристаллах мартенсита большого числа микродвойников, повышение плотности дислокаций, что наряду с образованием пересыщенного углеродом твердого раствора с тетрагональной кристаллической решеткой обуславливает высокую твердость мартенсита (HRC 60-65).

Легирующие элементы не изменяют характера мартенситного превращения, но существенно влияют на температурный интервал этого превращения.

Содержание легирующего элемента

Рис. 7. Влияние легирующих элементов на температуру начала мартенситного превращения М_н (а) и на количество остаточного аустенита в стали после закалки (б).

Большинство легирующих элементов (марганец, хром, никель, молибден и др) понижают мартенситную точку М_н (рис.7, а), отдельные элементы (алюминий, кобальт) повышают мартенситную точку М_н, а кремний не оказывает заметного влияния на положение этой точки.

Изменение температурного интервала мартенситного превращения отражается на количестве остаточного аустенита в структуре закаленной стали (рис.7, б). Если легирующий элемент снижает температуру начала мартенситного превращения до нуля (например, марганец при содержании 5% и более), то в этом случае структура стали после закалки будет состоять только из аустенита.

3. По диаграмме состояний железо—цементит опишите, какие структурные и фазовые превращения будут происходить при медленном охлаждении из жидкого состояния сплава с заданным содержанием углерода. Охарактеризуйте это сплав и определите для него при заданной температуре количество, состав фаз и процентное соотношение, используя данные, приведенные в табл. 2. Постройте кривую охлаждения сплава

Дано: С=2,3%, Т=1240°С.