Мартенситная структура

твердого раствора в другой. В этом случае состав существующих фаз (т. е. мартенсита и аустенита) в интервале превращений различен. Второй способ перехода — бездиффузионный, когда в интервале превращения состав фаз постоянный. Такое превращение сопровождается образованием обратного рельефа (рис. 214), что характеризует ориентированность превращения. Следовательно, этот переход мартенсит—>-аустенит имеет черты мартенсит-ного превращения и называется поэтому обратным мартенситным превращением.

В рассмотренных ранее случаях упрочнение (высокая плотность дислокаций) достигалось мартенситным превращением» Образующийся мартенсит в углеродсодержащих сталях имеет мелкоблочное строение и большие напряжения второго рода. Уменьшение содержания углерода уменьшает ширину размытия линий рентгенограммы мартенсита (уменьшает плотность дислокаций в мартенсите) и при очень малом содержании углерода (например, 0,03%С) прочность мартенсита (игольчатого феррита) не превосходит 100—120 кгс/мм2. Однако, если

В зависимости от степени переохлаждения аустенита различают три температурные области или ступени превращения (рис. 101, б): перлитную; область промежуточного превращения (промежуточного между перлитным и мартенситным превращением) и мартенситную.

феррит (а) и карбиды М.,3Са. Для получения чисто аустепитной структуры, обладающей высокой коррозионной стойкостью, стали нагревают до 1000 —1070 °С (для растворения карбидов), и закаливают в воде (на воздухе). Механические свойства стали 12Х18Н9в закаленном состоянии: ап ---• 520—600 МПа, а,,,, --= 200—230 МПа, 6 = - 50 % и \з -= 59ч- 60 %. В процессе холодной пластической деформации сталь легко наклепывается. После холодной деформации (60—70 %) ав --= 1200—1300 МПа, при этом б снижается до 4—5 %. Упрочнение в процессе холодной деформации связано с наклепом и мартенситным превращением. Чем менее стабилен аустенит, тем интенсивнее при холодной деформации происходит превращение аустенита в мартенсит (мартенсит деформации).

ная составляющая закаленной стали; представляет собой пересыщенный тв. р-р углерода в а-железе такой же концентрации, как и у исходного аустенита. Мартенситной структуре соответствует наиб, высокая твёрдость стали. С мартенситным превращением связан эффект запоминания формы («эффект памяти») металлов и сплавов.

СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ - св-во жидкого ге-лия протекать без внутр. трения (вязкости) через узкие капилляры, щели и т.п. Сверхтекучий гелий (т.н. Не II) обладает резко аномальными тепловыми св-вами - в стационарных условиях в Не II невозможно создать перепад темп-р, т.к. его теплопроводность очень велика. С. обладает жидкий 4Не при темп-pax ниже 7"к = = 2,17 К и норм, давлении, а также жидкий 3Не при Гк ниже 2,6-10"3 К и давлении 3,44 МПа. СВЕРХУПРУГОСТЬ металлов - способность металлич. материалов к обратимой деформации, к-рая в 10-100 раз больше, чем деформация металлич. материалов до условного предела упругости. Сплав, обладающий С., ведёт себя подобно резине. Для пром. использования наиболее важна С., связанная с мартенситным превращением в сплавах (см. Мартенсит).

Характерные магнитные свойства этих материалов обусловлены мартенситным превращением, происходящим при закалке. Вследствие фазового наклепа металл после закалки обладает высокой плот-костью дефектов кристаллического строения, что резко снижает подвижность магнитных доменов (гипотетические частицы-носители магнитного поля в металле). Поэтому восприимчивость материалов к внешнему магнитному полю такке уменьшается.

дуктом превращения является сорбит; при охлаждении со скоростью и3 продуктом превращения является тростит, а в случае охлаждения со скоростью и4 (в масле) часть аустенита превращается в верхнем районе с образованием тростита, а другая часть превращается "при достижении температуры М) — в мартенсит. Охлаждение аустенита со скоростью о5 (в воде) сопровождается только мартенситным превращением. Наименьшая скорость охлаждения, при которой аустенит превращается в мартенсит, называется крити-г' ческой скоростью закалки икр (касательная к линии начала превращения). Таким образом, чтобы закалить сталь на мартенсит, ее нужно охлаждать со скоростью не меньше, чем критическая.

тивления трещине при 4 К можно объяснить изменением характера излома, которое обусловлено мартенситным превращением при этой температуре. Исследованный сплав представляет единственный случай, когда сопротивление распространению трещины материала с исходной аустенит-ной структурой уменьшается при охлаждении до криогенных температур.

1 Аусформинг (Ausworking или ausforming)—термомеханическая обработка, связанная с сильной деформацией аустенизированной стали при температурах бейнитной области перед мартенситным превращением. Прим. авт.

щих дополнительное влияние на упрочнение. Процессы необходимого упрочнения связаны не только с бездиффузионным мартенситным превращением, но и с образованием новых фаз, в том числе карбидных и интерметаллидных.

Сварка на режимах, при которых скорость охлаждения околошовной зоны выше верхнего предела, вызывает резкое снижение пластичности металла зоны термического влияния за счет ее закалки; режимы, приводящие к слишком малой скорости охлаждения (ниже нижнего предела, указанного в табл. 61), снижают пластичность и вязкость вследствие чрезмерного роста зерна. Если сталь подвержена резкой закалке, то может оказаться, что при всех скоростях охлаждения в околошовной зоне образуется мартенситная структура в таком количестве, при котором пластичность металла будет низкой.

На рис. 121, б показано изменение температуры в точке 2, находящейся у поверхности листов. При выполнении каждого последующего слоя температура в точке 2 нарастает, при выполнении последнего слоя достигает максимума и после этого начинает снижаться. По прошествии ts (время пребывания металла в интервале температур ТАСЗ — ^м) температура точки 2 снижается до температуры мартенситного превращения и, если за это время не успеет произойти распад аустенита, то образуется мартенситная структура.

Для получения высокого комплекса механических свойств следует стремиться к тому, чтобы после закалки получалась мелкоигольчатая мартенситная структура, что достигается лишь при исходной мелкозернистой аустенитной структуре.

Предположим, что имеем цилиндрическую деталь. Кривые охлаждения центра, поверхности и сечения, расположенного на половине радиуса от поверхности, наложенные на С-диграм-му, показаны на рис. 235,6. Для данной стали при данных условиях охлаждения на поверхности получится мартенситная структура, в центре — перлитная, на расстоянии половины радиуса получится мартенсит+тростит.

Отмечаем, что рассмотренная классификация условна и относится к случаю охлаждения на воздухе образцов относительно небольших размеров. Меняя условия охлаждения, можно получать и разные структуры. Так, при закалке перлитной стали может быть получена мартенситная структура, а при медленном охлаждении сталь мартенситного класса испытывает превращение в перлитной области. Охлаждение аустенитной стали ниже нуля может вызвать в ней мартенситное превращение.

Получение дисперсных структур в результате переохлаждения аустенита ведет к непрерывному повышению твердости и прочности; максимальную твердость (прочность) имеет мар-тенситная структура. При 0,4% С мартенситная структура имеет твердость около HRC 60 (НВ 650), что соответствует прочности1 порядка 220—240 кгс/мм2. Однако вязкость в этом случае недопустимо низкая и должна быть повышена отпуском, правда, за счет снижения прочности.

В виде общего вывода важно заметить, что у легированных сталей мартенситная структура может быть достигнута более медленным охлаждением, чем у углеродистых; более медленное охлаждение создает меньшие внутренние напряжения, что является фактором, повышающим конструктивную прочность.

знойному мартенситному механизму. В первом случае образуется полиэдрическая структура а-твердого раствора, во втором — игольчатая (пластинчатая) мартенситная структура, обозначаемая обычно как а' (рис. 376,а, б).

На рис. 450 приведены типичные микроструктуры алюминиевых бронз. Структура на рис. 450,а соответствует медленному охлаждению с температуры выше критической. Структура получается доэвтектоидной и состоит из кристаллов а (светлые) и эвтектоида а+у (темные). Мартенситная структура алюминиевой бронзы (рис. 450, б) получена в результате закалки в воде с '900°С.

феррито-перлитпую или перлитную структуру, менее склонны к коррозионному растрескиванию. Наиболее чувствительной к коррозионному растрескиванию является мартенситная структура. Все режимы термической обработки, вызывающие появление мартенсита, делают сталь склонной к коррозионному растрескиванию. По данным Гудремона, Смиаловского и др., после закалки па мартенсит даже нестареющие стали становятся склонными к трещинообразованию.

Стали должны обладать хорошей закаливаемостью и прокаливае-мостыо. После закалки мартенситная структура должна быть по всему объему. Присутствие после закалки продуктов эвтектоидного или промежуточного превращения, феррита, перлита, а также остаточного аустенпта ухудшает упругие свойства. Чем мельче зерно, тем выше сопротивление стали малым пластическим деформациям. Наличие обезуглерожепного слоя на готовых пружинах резко снижает пределы упругости и выносливости.