Металлургический словарь


Мартенсит

[martensite] — 1. Структ. со-ставл. кристаллич. тв. тел, возникающая в рез-те сдвигового бездиффуз. полиморфного превращения при охлаждении (си. мартенситное превращение). Назван по имени немец, металловеда А. Мартенса(А. Martens; 1850—1914гг.). В рез-те деформации кристаллич. решетки при этом превращении (т.н. кооперативного сдвига) на поверхности металла появляется рельеф; в объеме же возникают внутр. напряжения и идет пластич. деформация, к-рые и ограничивают рост кристалла м. Скорость роста достигает 103 м/с и не зависит от темп-ры, поэтому скорость образования м. обычно лимитирует скорость зарождения кристаллов. Кол-во образующегося м. обычно растет с увеличением переохлаждения, поскольку упругая энергия должна быть миним., кристаллы м. принимают форму пластин (на шлифе — иголок) правильно ориентиров, относит, исх. кристаллич. решетки. Внутр. напряжения снимаются также пластич. деформацией, поэтому кристалл м. имеет повыш. плотность дислокаций (до 1012 см"2) или разбивается на двойники толщиной 1-100 нм. Внутризер. границы и дислокации упрочняют м. М. — типичная структура, образующаяся при низ-котемп-рном полиморфном превращении в чистых металлах (Fe, Co, Ti, Zr и др.), в тв. р-рах на их основе, в интерметаллидах (напр., CuZn, Cu3Al, NiTi, V3Si и др.). 2. М. в стали — пересыщ. тв. р-р углерода в а-железе, образ, в рез-те бездиффуз. полиморфного превращения аустенита при закалке. Концентрация углерода в м. точно такая же, как в исходном аустените. М. имеет тетрагон, решетку, близкую к ОЦК-решетке а-железа. С увеличением содержания углерода в м. степень тетрагон, (отношение с/а) увеличивается, напр, в м. с 2 % С с/а = 1,09. В легиров.
сталях атомы легир. элементов р-рены в м. по способу замещения. Важнейшее явление, сопровождающее закалку на м., — упрочнение, повышение тв. Упрочнение сталей при закалке на м. обусловлено появлением большого числа двойниковых прослоек, повышением плотности дислокаций и образованием атмосфер Коттрелла из атомов углерода. Закалка на м. углеродистых сталей приводит к резкому снижению их пластичности. В закал, углерод, сталях различают крупноигольчатый м. (длина игл от 12 до 20 мкм), к-рый образ, в больших зернах аустенита, как правило в сталях с относит, низкой темп-рой Мн, и мелкоигольчатый м. (длина игл от 4 до 8 мкм), образующийся в мелких аустенит-ных зернах. При очень малых размерах мар-тенситных игл (< 2 мкм) м. наз. скрытоиголь-чатым. Концентрация углерода в тв. р-ре и субзер. структура м. изменяются при отпуске, использ. для повышения пластичности стали. Физич. природа м. Fe-C сплавов как р-ра внедрения, его высокая прочность, механизм и закономерности образования установлены акад. Г. В. Курдюмовым. Выделяют два осн. типа структур м. в закал, углерод, и легиров. сталях: пластинч. (двойниковый) и пакетный (реечный):
гексагональный мартенсит (s-мартенсит) [hexagonal martensite] — м. с ГПУ решеткой; образ, в нек-рых сплавах, а тж. в Cr-Ni-сталях и в сталях, содерж. > 10 % Мп, с низкой энергией дефектов упаковки. Г. м. образуется, как правило, в форме пластин раз-ной ширины, содерж. большое кол-во дефектов упаковки и дислокаций;
мартенсит деформации [strain-induced martensite] — м., образующийся в результате пла-стич. деформации исх. Фазы при t > tM . Пластичность, навед. превращением в Tprfn-ста-лях, связана с образованием м. д. Высокая ка-витац. стойкость сталей с механически нестабильным аустенитом обусловлена образованием под действием гидравлич. микроударов м. д. в поверхностном слое изделия;
отпущенный мартенсит [tempered martensite] — м. (2.), образов, из мартенсита закалки при отпуске или самоотпуске стали в рез-те частичного выделения углерода из пересыщ. тв. р-ра; хар-ризуется лучшей пластичностью по сравнению с м. закалки;
пакетный мартенсит [packet (lath) marten-site] — м., кристаллы к-рого имеют форму
одинаково ориентиров, тонких пластин, образ, более или менее равноосный пакет. Такие пластины («рейки») внутри пакета разделены малоугловыми границами. Ширина пластин от неск. до 0,1—0,2 мкм. Плотность дислокаций в п. м. 10"-10|2см~2, т.е. такая же, как после сильной холодной деформации. П. м. образуется при сравнит, высоких темп-pax, при к-рых осн. механизмом аккомодац. деформации является скольжение дислокаций (см. мартенситное превращение). Его можно обнаружить в закал, низкоуглерод. и среднеугле-род. сталях; в большинстве конструкц. легиров. сталей. П. м. называют также массивным, реечным, недвойников., высокотемп-рным мартенситом.
пластинчатый мартенсит [plate-type (lamellar) martensite] — м., кристаллы к-рого имеют форму тонких линзообр. пластин, соседние пластины не параллельны и часто образуют фермоподобные ансамбли. М-ду пластинами п. м. сохраняется остаточ. аустенит. В каждой пластине выделяется средняя зона повыш. травимости — мидриб. Эл-нная микроскопия выявляет в этой зоне множ. тонких двойник, прослоек. П. м. образ, при ср. низких темп-pax, при к-рых осн. механизмом аккомодац. деформации является двойникова-ние (см. Мартенсит, превращение). П. м. можно наблюдать в закал, высокоуглерод. сталях и в безуглерод. железных сплавах с высокой концентрацией 2-го компонента, напр. Ni. П. м. называют тж. игольчатым, двойников., низкотемп-рным;
термоупругий мартенсит [thermoelastic martensite] — м., размер кристаллов к-рого увеличив, при понижении темп-ры и уменьш. при ее повышении в интервале /м — 'м •