Вопрос28

Мартенситное превращение

Если аустенит переохладить до таких температур, когда γ-решётка несмотря на наличие растворённого в ней углерода, неустойчива, но скорость диффузии в ней углерода вследствие низких температур так мала, что с ней можно не считаться, то происходит перестройка решётки без выделения углерода: Feγ(C)→Feα(C). При аустенитно-мартенситном превращении происходит только перестройка решётки без изменения концентрации реагирующих фаз. Превращение является бездиффузионным. Мартенсит в стали есть пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе с такой же концентрацией, как и у исходного аустенита. Так как растворимость углерода в α-фазе равна лишь 0,01%, то мартенсит является пересыщенным твёрдым раствором. Две характерные особенности отличают мартенситное превращение от других фазовых превращений: бездиффузионность [состав фаз - исходной (аустенита) и конечной (мартенсита), одинаков; при превращении происходит лишь перестройка решётки]; ориентированность (новая фаза - мартенсит - закономерно ориентирована относительно старой - аустенита); сдвиговый характер превращения приводит к образованию на поверхности рельефа. Превращение, удовлетворяющее обоим этим условиям, относится к классу превращений, именуемому мартенситным. Мартенситное превращение обнаружено у многих металлов и сплавов, рассмотрим лишь мартенситное превращение в стали. Мартенситное превращение в стали, обладая двумя указанными характерными особенностями, в свою очередь имеет специфические черты, которых нет в мартенситном превращении других сплавов. Мартенситное превращение в сталях необратимо, т.е. протекая в направлении Feγ(C)→Feα(C), оно не происходит в обратном направлении по той же бездиффузионной кинетике. Кроме того, кристалл мартенсита в стали, независимо от температуры, образуется за чрезвычайно короткий отрезок времени, практически мгновенно... Согласно мартенситной кривой при охлаждении превращение начинается в точке Мн - эта температура определяет температуру начала превращения аустенита в мартенсит в данной стали. Углерод интенсивно снижает температуру начала и конца мартенситного превращения. При содержании углерода свыше 0,5% часть мартенситного превращения распространяется на область отрицательных температур, т.е. при непрерывном охлаждении мартенситное превращение в сталях с C>0,5% не заканчивается по достижении комнатной температуры. Некоторые легирующие элементы снижают точку мартенситного превращения, поэтому в некоторых легированных сталях, содержащих достаточное количество углерода и легирующих элементов, точка Мн расположена ниже 0°C и закалкой можно получить чистую аустенитную структуру. Из этого следует, что темпераутра образования мартенсита зависит в основном от состава стали. Температура превращения аустенита в мартенсит не зависит от скорости охлаждения. Однако если скорость охлаждения не влияет на положение мартенситной точки, то она влияет на протекание мартенситного превращения. Различают атермический мартенсит, образовавшийся при охлаждении, и изотермический мартенсит, образующийся при постоянной температуре.