Мартенсит мартенсит

Высокая пластичность объясняется тем, что в процессе испытания на растяжение, когда происходит локализация деформации, аустенит в этом месте превращается в мартенсит, упрочняющий образец, и деформация сосредоточивается в соседних объемах аусте-нита. Следовательно, превращение аустенпта в процессе испытания в мартенсит деформации исключает возможность образования «шейки», что объясняет высокую пластичность.

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).

Повышение усталостной прочности при кратковременных перегрузках объясняется деформационным упрочнением, происходящим при пластических деформациях'микрообъемов материала, сходным с упрочнением при наклепе. Установлено, что под действием пластических деформаций происходят упрочняющие процессы: разупорядочение кристаллических решеток; увеличение плотности дислокаций; измельчение кристаллических блоков и увеличение степени их разориентировки; зубчатая деформация поверхностей спайности в результате выхода пластических сдвигов на поверхность зерна и, как следствие, увеличение связи между зернами. Уменьшается растворимость С, О и N в а-железе; эти элементы выпадают из твердых растворов, образуя высокодисперсные карими, _оксидц_Н-нитриды в виде облаков, блокирующих распространение дислокаций. В закаленных сталях происходит распад остаточного аустенита, превращающегося в мелкоигольчатый мартенсит деформации.

У стальных деталей, подвергнутых поверхностной закалке с низким отпуском, напряжения сжатия возникают также в результате происходящего при наклепе превращения остаточного аустенита в мелкоигольчатый мартенсит деформации.

Механические напряжения существенно влкяют не только на магнитные свойства металлов, но и на их коррсзнойную стойкость. Причем это влияние в обоих случаях реализуется через изменение тонкой структуры материала. Поэтому в ряде случаев склонность материалов к коррозии под напряжением можно оценить по изменению магнитных характеристик, в частности, у высоколегированных сталей и сплавов. Существенное влияние на скорость анодного растворения под напряжением сталей и сплавов типа 1Е-Ю и на их склонность к коррозионному растрескиванию оказывает образование при деформации в исходной матрице аустенита, имеющего ГЦК решетку, магнитной мартенситной фазы (мартенсит деформации), имеющей ОЦК решетку. Мартенситная фаза в коррозионной микрогальванопаре является анодом по отношению к аустенитной матрице и подвергается селективному растворению. Образовавшиеся в местах растворения локальные концентраты напряжений увеличивают склонность металла к коррозионному растрескиванию. Таким образом, склонность к коррозионному растрескиванию хромжикелевых аустенитных сталей и сплавов в значительной мере одределяется их предрасположенностью к мартенситному рос превращению в процессе; деформации.

Мартенситное превращение очень чувствительно к "напряжениям, а деформация аустенита может вызывать превращение даже при температурах выше Мн (мартенсит деформации).

Повышение усталостной прочности при кратковременных перегрузках объясняется деформационным упрочнением, происходящим при пластических деформациях микрообъемов материала, сходным с упрочнением при наклепе. Установлено, что под действием пластических деформаций происходят упрочняющие процессы: разупорядочение кристаллических решеток; увеличение плотности дислокаций; измельчение кристаллических блоков и увеличение степени их разориентировки; зубчатая деформация поверхностей спайности в результате выхода пластических сдвигов на поверхность зерна и, как следствие, увеличение связи между зернами. Уменьшается растворимость С, О и N в а-железе; эти элементы выпадают из твердых растворов, образуя высокодисперсные карбиды, оксиды и нитриды в виде облаков, блокирующих распространение дислокаций. В закаленных сталях происходит распад остаточного аустенита, превращающегося в мелкоигольчатый мартенсит деформации.

У стальных деталей, подвергнутых ловерхностной закалке с низким отпуском, напряжения сжатия возникают также в результате происходящего при наклепе превращения остаточного аустенита в мелкоигольчатый мартенсит деформации.

Мартенситное превращение очень чувствительно к напряжениям, а деформация аустенита может вызывать превращение даже при температурах выше Ма (мартенсит деформации).

соответственно 0,12 и 0,17% С, 17—19% Сг, 8—10 % Ni. После медленного охлаждения стали имеют структуру: аустенит (у), феррит (а) и карбиды хрома М23С6. Для получения чисто аусте-нитной структуры, обладающей высокой коррозионной стойкостью, стали нагревают выше линии SE (рис. 164), чаще до 1100— 1150 °С (для растворения карбидов), и закаливают в воде (на воздухе). Сталь 12Х18Н9 обычно применяют в виде холоднокатаного листа или ленты. В процессе холодной пластической деформа-4 ции сталь легко наклёпывается. Временное, сопротивление после холодной деформации (60—70 % ) может быть повышено до 1200— 1300 МПа, при этом относительное удлинение снижается до 4—5 %. Упрочнение в процессе холодной деформации связано с наклепом и протеканием м'артенситного превращения. Чем менее стабилен аустенит, тем интенсивнее при холодной деформации происходит превращение аустенита в мартенсит (мартенсит деформации). Стали хорошо свариваются точечной сваркой и штампуются. При нагреве закаленных до 550—750 °С сталей, например при сварке, они охрупчиваются и приобретают склонность к меж-кристаллитной коррозии. Это связано с тем, что в пограничнцх зонах выделяются карбиды хрома М23Св и происходит обеднение этих зон аустенита хромом ниже того предела (т. е. 12%), который обеспечивает коррозионную стойкость. Для уменьшения склонности к интеркристаллитной коррозии в состав сталей вводят титан (реже ниобий) в количестве (5 С — 0,7), где С — содержание углерода в стали, % (12Х18Н10Т, I2X18H12T). В этом случае образуется карбид МС (TiC, NbC), связывающий весь углерод, а хром остается в растворе. Для повышения стабильности аустенита количество никеля в этих сталях увеличивают до 10— 12%. Сталь 12Х18Н10Т получила наибольшее распространение для работы в окислительных средах (например, азотной кислоте). Высокое сопротивление межкристаллитной коррозии, хорошую пластичность и свариваемость имеют низкоуглеродистые аусте-

Широко применяют аустенитиые стали типа 18-9, 18-10, упрочняемые после закалки пластической деформацией с высоким обжатием, в процессе которой, особенно при низких температурах, может образовываться так называемый мартенсит деформации, что увеличивает степень упрочнения, но в то же время делает сталь ферр"' магнитной.

то какое-то время происходит образование, правда небольшого количества мартенсита. Поэтому различают — атермический мартенсит, мартенсит, образовавшийся при охлаждении, и изотермический мартенсит, образующийся *при постоянной температуре. Изотермический мартенсит отличается по виду (микростроению) и свойствам (последнее обстоятельство не очень хорошо изучено). Однако в обычных сталях изотермическое

Рис. 207. Мартенситная кривая. Охлаждение прер-рано на некоторое время при температуре t,

Рис. 208. Мартенситная кривая: a- при непрерывном охлаждении; б — при закалке сделана выдержка в районе мартенситного превращения (при i>)

образование мартенсита быстро останавливается, дает малое количество мартенсита и в основном в реальных сталях мартенсит атермический. Однако выдержка в районе мартенситного превращения (а также и выше точки Мн на 100— 200°С) приводит к стабилизации аустенита, заключающееся в том, что превращение аустенита в мартенсит после окончания выдержки начинается не сразу, а после некоторого переохлаждения (рис. 208) и сохраняется после окончательного охлаждения больше остаточного аустенита, т. е. меньше образуется мартенсита.

^Явление стабилизации объясняется релаксацией напряжений, так как они, напряжения, необходимы для реализации мартенситного превращения. Поэтому напряжения, приложенные извне, вызывают мартенситное превращение, а если избежать возникновения напряжений (например, измельчив кусок стали на отдельные монокристальные порошинки), то мартен-ситное превращение не происходит.

Типичная структура мартенсита закаленной стали имеет характерный игольчатый вид (рис. 209). Аустенит, который существует при нормальной температуре наряду с мартенситом, называется остаточным аустенитом. Так как в стали, структура которой показана на рис. 209, а, аустенита мало, то все поле зрения заполнено иглами мартенсита. При наличии значительных количеств остаточного аустенита (практически бо-

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).

при ударе в процессе интенсивного пластического деформирования, быстрого нагрева и охлаждения в отдельных, микрообъемах могут одновременно протекать фазовые-превращения по схеме мартенсит — аустенит_— мартенсит или троостит — аустенит — мартенсит, а также-структурные превращения по схеме мартенсит — мартенсит или мартенсит — троостит.

Охлаждение изделий в воде с последующей пергброской в масло или выдачей на воздух, чтобы мартенситное превращение протекало в условиях медленного охлаждений

Образование аустенита или аустенита и карбидов с последующим превращением аустеыита в мартенсит

Мартенсит или мартенсит -f- карбиды и остаточный аустснит