Теория термической обработки металлов. Учебник

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Теория термической обработки металлов. Учебник

В этом состоит главная особенность сдвиговой перестройки решетки, позволяющая понять многие характерные черты мартенситных превращений, прежде всего когерентность на границе растущего мартенситного кристалла
...
Действительно, если при превращении соседи любого атома в исходной фазе остаются его же соседями в новой фазе, на границе фаз окружение из старых соседей вокруг каждого атома также должно сохраняться, т
...
Когерентность, упругое сопряжение двух решеток на границе мартенсита и исходной фазы обусловливают возможность чрезвычайно быстрого движения границы в сторону матрицы даже при очень низких температурах, так как для такого
...
На границе происходит лишь кооперативное перемещение атомов на расстояния меньше межатомного, результатом которого и является перемещение самой границы в сторону исходной фазы, т
...
С ростом мартенситного кристалла на когерентной границе накапливается упругая деформация, пока, наконец, не достигается предел текучести и наступает разрядка упругих напряжений вследствие нарушения когерентности
...
Дальнейший рост кристалла мартенсита возможен только путем неупорядоченного перехода атомов через границу, а так как мартенситное превращение протекает в области температур, где самодиффузия идет крайне медленно, то и подрастание мартенситного кристалла после разрыва когерентности может практически не наблюдаться
...
Кооперативное, одинаково направленное перемещение атомов при сдвиговом превращении вызывает макроскопическое изменение формы превращенного объема, а в месте выхода мартенситного кристалла на открытую поверхность исходной фазы — наклон соответствующего участка поверхности
...
В этом состоит главная особенность сдвиговой перестройки решетки, позволяющая понять многие характерные черты мартенситных превращений, прежде всего когерентность на границе растущего мартенситного кристалла
...
Действительно, если при превращении соседи любого атома в исходной фазе остаются его же соседями в новой фазе, на границе фаз окружение из старых соседей вокруг каждого атома также должно сохраняться, т
...
Действительно, если атомы во время превращения не обмениваются местами и каждый атом не меняет своего окружения, то концентрация образующегося твердого раствора должна бьгдь в точности такой же, как и в исходной фазе
...
Массивное превращение, являющееся разновидностью нормального, происходит вследствие перемещения некогерентной межфазной границы в сторону исходной фазы в результате неупорядоченных переходов атомов на короткие расстояния в районе этой границы
...
Диффузии на дальние расстояния, необходимой для диффузионного перераспределения компонентов, здесь не требуется, в связи с чем скорость роста массивной фазы сравнительно большая
...
Действительно, если атомы во время превращения не обмениваются местами и каждый атом не меняет своего окружения, то концентрация образующегося твердого раствора должна бьгдь в точности такой же, как и в исходной фазе
...
Массивное превращение, являющееся разновидностью нормального, происходит вследствие перемещения некогерентной межфазной границы в сторону исходной фазы в результате неупорядоченных переходов атомов на короткие расстояния в районе этой границы
...
Диффузии на дальние расстояния, необходимой для диффузионного перераспределения компонентов, здесь не требуется, в связи с чем скорость роста массивной фазы сравнительно большая
...
Действительно, если атомы во время превращения не обмениваются местами и каждый атом не меняет своего окружения, то концентрация образующегося твердого раствора должна бьгдь в точности такой же, как и в исходной фазе
...
Нормальные полиморфные превращения в чистых металлах по существу также являются массивными, хотя использование этого понятия для чистых металлов не имеет особых преимуществ, так как других нормальных превращений в чистых металлах нет, Мартенситное превращение часто называют бездиффузионным
...
Этот термин следует понимать не как отсутствие диффузионного перераспределения компонентов, что свойственно и нормальному массивному превращению в сплавах, а как отсутствие неупорядоченных перемещений атомов, характерных для самодиффузии
...
Курдюмову предсказать явление термоупругого равновесия кристаллов мартенсита и исходной фазы, позднее обнаруженное в алюминиевых бронзах, латунях и многих других сплавах
...
Нормальные полиморфные превращения в чистых металлах по существу также являются массивными, хотя использование этого понятия для чистых металлов не имеет особых преимуществ, так как других нормальных превращений в чистых металлах нет, Мартенситное превращение часто называют бездиффузионным
...
Этот термин следует понимать не как отсутствие диффузионного перераспределения компонентов, что свойственно и нормальному массивному превращению в сплавах, а как отсутствие неупорядоченных перемещений атомов, характерных для самодиффузии
...
Условия реализации нормального и мартенситного превращений Основные условия, необходимые для проявления того или иного механизма превращения высокотемпературной модификации в низ
...
При сравнительно малых переохлаждениях, когда подвижность атомов достаточно высока, идет нормальное полиморфное превращение с неупорядоченной перестройкой решетки
...
Условия реализации нормального и мартенситного превращений Основные условия, необходимые для проявления того или иного механизма превращения высокотемпературной модификации в низ
...
В твердых растворах на базе полиморфных металлов реализация того или иного механизма превращения зависит от того, как легирующий элемент изменяет температуру равновесия двух модификаций
...
Противоположный случай — легирование кобальта элементами, которые так повышают температуру равновесия двух модификаций, что, кроме мартенситного превращения, идущего при достаточно большом переохлаждении, становится возможным и нормальное превращение
...
Следующее простое изменение формы элементарной ячейки аустенита, известное в литературе как деформация Бейна, позволяет составить представление о характере кристаллогеометрии мартенситного превращения в стали
...
Хачатуряном, показал, что между атомами углерода в мартенсите стали существует такое деформационное взаимодействие, которое делает термодинамически выгодным их упорядоченное распределение с предпочтительным расположением вдоль одной из кристаллографических осей
...
Таким образом, тетрагональное искажение решетки мартенсита отвечает минимуму свободной энергии благодаря минимизации энергии упругой деформации решетки, связанной с внедренными атомами углерода, при их упорядоченном расположении
...
Формально все экспериментально обнаруженные ориентационные соотношения решеток аустенита и мартенсита можно получить, дополнив деформацию Бейна поворотом решетки мартенсита, при котором становятся параллельными соответствующие плоскости и соответствующие направления в решетках исходной и мартенситной фаз
...
Инвариантность габитусной плоскости мартенсита и дополнительная деформация при мартенситном превращении Вслед за установлением ориентационных соотношений исключительно важную роль в понимании кристаллогеометрии мартен
...
Формально все экспериментально обнаруженные ориентационные соотношения решеток аустенита и мартенсита можно получить, дополнив деформацию Бейна поворотом решетки мартенсита, при котором становятся параллельными соответствующие плоскости и соответствующие направления в решетках исходной и мартенситной фаз
...
Инвариантность габитусной плоскости мартенсита и дополнительная деформация при мартенситном превращении Вслед за установлением ориентационных соотношений исключительно важную роль в понимании кристаллогеометрии мартен
...
Макроскопическое изменение формы участка исходной фазы можно получить принципиально иным путем, без изменения элементарных ячеек — пластической деформацией скольжением
...
Гипотеза гомогенного зарождения, связанного с флуктуационным образованиемзародыша критического размера, большинством исследователей отвергается, так как из
...
Из рассмотрения исключаются границы и субграницы, так как эксперимент показывает, что они не являются местами предпочтительного образования мартенситных кристаллов
...
Это объясняется тем, что гомогенно мартенсит не зарождается, а вероятность нахождения участков гетерогенного Зарождения в частице аустенита снижается с уменьшением ее |
...
Высказано предположение, не имеющее пока экспериментальных доказательств, что и в аустените углеродистых и других сталей сначала на дефектах упаковки зарождается гексагональный мартенсит, который является промежуточной фазой, превращающейся в обычный а
...
Микроструктура При исследовании структуры закаленных углеродистых сталей И без углеродистых сплавов на железной основе выявлены два главных морфологических типа мартенсита
...
Такая форма пластин мартенсита соответствует минимуму энергии упругих искажений при образовании его в аустенитной матрице и аналогична форме механических двойников
...
Произвольные сечения мартенситных пластин плоскостью шлифа при небольших увеличениях микроскопа создают ложное впечатление об игольчатой форме кристаллов
...
Ввиду интерференции дальнодействующих полей упругих напряжений от каждой пластины такое закономерное их расположение в матричной фазе обеспечивает минимум упругой энергии суммарного поля всего ансамбля из пластинчатых кристаллов
...
Через границу зерна матричной фазы мартенситная пластина, как следует из механизма ее образования, пройти не может, и поэтому максимальный размер мартенситных пластин ограничен размером аустенитных зерен
...
От зерен феррита, образующихся при нормальном превращении, пакеты мартенсита отличаются не только указанным внутренним строением, которое может не выявляться под световым микроскопом, но и изрезанными вытянутыми контурами
...
Субструктура Просвечивающая электронная микроскопия выявила во многих сплавах весьма сложную тонкую структуру мартенситных кристаллов с большим количеством дислокаций и двойников
...
Субструктура пластинчатого мартенсита характеризуется тем, что уже под световым микроскопом в сечении пластин можно увидеть среднюю линию или, точнее, среднюю зону повышенной травимости, называемую также мидрибом
...
По обе стороны от средней двойникованной зоны находятся периферийные области мартенситной пластины, в которых видны дислокации с относительно небольшой плотностью
...
Поскольку субструктура и габитус кристалла зависят от характера дополнительной деформации при мартенситной превращении, то естественно, что форма кристаллов мартенсита, их
...
В связи с тем что мартенситная пластина в общем случае состоит из средней зоны двойникования и периферийных зон скольжения, была выдвинута гипотеза о двух стадиях формирования мартенситной пластины
...
Субструктура пакетного мартенсита имеет сложное дислокационное строение, для которого характерны дислокационные сплетения при высокой плотности дислокации — порядка
...
Двойниковые прослойки могут встречаться в пакетном мартенсите, но плотность их несравненно меньше, чем в мидрибе пластинчатого мартенсита, а многие рейки вообще не содержат двойников
...
Субструктура остаточного аустенита отличается от субструктуры исходного аустенита большей плотностью несовершенств, возникающих при локальной пластической деформации аустенита под действием мартенситных кристаллов
...
Если для начала скольжения требуется большее касательное напряжение, чем для начала двойникования, то образуется пластинчатый мартенсит, а в противоположном случае — пакетный
...
Основываясь на этом положении, легко объяснить многие закономерности перехода от одного типа мартенсита к другому и прежде всего влияние состава сплава на морфологию мартенсита
...
При большем содержании, например, углерода в относительно низкотемпературном мартенситном интервале сопротивление скольжению выше, чем двойникованию, и образуется пластинчатый мартенсит
...
Понятно также, почему в пакетном мартенсите часть кристаллов содержит двойниковые прослойки — это те кристаллы, которые образовались в нижней части мартенситного интервала, а так как они появились в последнюю очередь, то морфологический тип остался пакетным
...
Если для начала скольжения требуется большее касательное напряжение, чем для начала двойникования, то образуется пластинчатый мартенсит, а в противоположном случае — пакетный
...
повышение критического напряжения, вызывающего скольжение, должно способствовать формированию пластинчатого мартенсита, в том числе и при неизменной температуре М
...
В заключение подчеркнем, что в целом строение металла или Сплава, претерпевшего мартенситное превращение, отличается от строения того же материала после неупорядоченной перестройки
...
повышение критического напряжения, вызывающего скольжение, должно способствовать формированию пластинчатого мартенсита, в том числе и при неизменной температуре М
...
В заключение подчеркнем, что в целом строение металла или Сплава, претерпевшего мартенситное превращение, отличается от строения того же материала после неупорядоченной перестройки
...
Количество остаточного аустенита после закалки с охлаждением до комнатной температуры зависит от состава исходного аустенита и фактически связано с положением верхней мартен
...
Количество остаточного аустенита после закалки с охлаждением до комнатной температуры зависит от состава исходного аустенита и фактически связано с положением верхней мартен
...
Количество остаточного аустенита после закалки с охлаждением до комнатной температуры зависит от состава исходного аустенита и фактически связано с положением верхней мартен
...
Так, в тех железных сплавах, для которых харак терно изотермическое мартенситное превращение, его можно подавить быстрым охлаждением образцов до температуры жидкого азота
...
Количество изотермически образующегося мартенсита колеблется от долей процента до десятков процентов в зависимости от состава сплава и температуры изотермической выдержки
...
Так, в тех железных сплавах, для которых харак терно изотермическое мартенситное превращение, его можно подавить быстрым охлаждением образцов до температуры жидкого азота
...
Количество изотермически образующегося мартенсита колеблется от долей процента до десятков процентов в зависимости от состава сплава и температуры изотермической выдержки
...
Нарастание количества мартенсита с понижением температуры при атермическом и взрывном превращениях или с увеличением времени выдержки при изотермическом превращении происходит вследствие образования новых кристаллов, а не роста ранее образовавшихся
...
В некоторой промежуточной области еще не слишком низких температур уменьшение работы образования зародышей может привести к столь быстрому превращению, что ни инкубационный период, ни изотермичность превращения
...
Между этими интервалами температур, где экспериментально наблюдается изотермическое превращение, может находиться область температур, в которой изотермическое превращение протекает с громадной скоростью и поэтому создается впечатление об отсутствии изотермичности
...
С этих позиций не исключено, что собственно атермического превращения вообще не существует, так как оно является обычным изотермическим превращением, протекающим с громадной скоростью при каждой температуре в период закалочного охлаждения
...
Максимовой полностью изотермического мартенситного превращения явилось прямым доказательством того, что зарождение кристаллов мартенсита — это зависящий от температуры, термически активируемый процесс, как и любой процесс зарождения кристаллов новой фазы
...
Так как мартенситное превращение развивается вследствие образования новых, а не роста ранее образовавшихся кристаллов, то прекращение превращения означает прекращение образования зародышей мартенсита
...
В связи с тем что механизм зарождения мартенсита надежно не установлен, рассматриваемая важнейшая особенность кинетики мартенситных превращений имеет только предположительное объяснение
...
Термическая стабилизация аустенита Под термической стабилизацией исходной фазы понимают затруднение ее превращения в мартенсит в результате теплового воздействия
...
Уменьшение упругих напряжений вокруг мартенситных кристаллов хорошо объясняет повышение степени стабилизации с увеличением времени выдержки, но не может объяснить снижения
...
Поэтому почти все современные гипотезы механизма термической стабилизации аустенита исходят из предположения о решающей роли сегрегации атомов углерода или азота
...
Атомы элементов внедрения во время стабилизирующей выдержки могут сегрегировать в потенциальные участки зарождения в аустените, препятствуя превращению этих участков в зародыши мартенсита
...
Весьма убедительна гипотеза, связывающая термическую стабилизацию с деформационным старением — образованием сегрегации из внедренных атомов на дислокациях в аустените
...
Так как образование мартенситного кристалла вызывает пластическую деформацию аустенитной матрицы, то упрочнение ее при деформационном старении затрудняет мартенситное превращение
...
Энергия приложенных напряжений как бы добавляется к термодинамическому стимулу превращения АРоб, и мартенситное превращение становится возможным при меньших степенях переохлаждения по отношению к Г
...
Когда во время растяжения при комнатной температуре разрывного образца начинается локализация деформации, то под ее действием образуется мартенсит, упрочняющий образец в этом месте, и деформация распространяется на соседние участки аустенита
...
Этот эффект состоит в том, что после придания образцу определенной формы при повышенной температуре ему придают новую форму при более низкой температуре, а после нагрева исходная форма образца восстанавливается
...
Например, если проволоку, закрученную при повышенной температуре в спираль причудливой формы, выпрямить при комнатной температуре, то при последующем нагреве проволока сама закручивается в спираль точно такой формы, как исходная
...
Ранее уже отмечалось, что мартенситное превращение обязательно сопровождается изменением формы превращенного объема и что в случае термоупругого мартенсита при обратном превращении межфазные границы проходят пути, обратные тем, что они
...
Благоприятной является такая ориентировка, при реализации которой изменение формы превращенных областей соответствует макроизменению формы образца, задаваемому извне приложенными напряжениями
...
При нагреве после деформации обратное мартенситное превращение приводит к исчезновению кристаллов мартенсита, выросших при деформации и, если межфазные границы оставались когерентными
...
Ранее уже отмечалось, что мартенситное превращение обязательно сопровождается изменением формы превращенного объема и что в случае термоупругого мартенсита при обратном превращении межфазные границы проходят пути, обратные тем, что они
...
Разрабатываются заманчивые проекты использования сплавов, обладающих памятью фюрмы, в частности дешевых латуней, претерпевающих мартенситное превращение, для преобразования тепловой энергии в механическую
...
Большая величина обратимой деформации в небольшом интервале температур может сделать экономически выгодным использование низкотемпературных источников тепла, например солнечной энергии, для работы тепловых машин, в которых рабочим телом является сплав, обладающий памятью формы
...
Механическая стабилизация аустенита Пластическая деформация, не вызывающая образования мартенсита непосредственно в период деформирования, может повлиять на кинетику мартенситного превращения при последующем охлаждении
...
Она способна интенсифицировать последующее мартенситное превращение, повышая температуру его начала, увеличивая скорость превращения и уменьшая количество остаточной исходной фазы
...
Это объясняется тем, что малые деформации создают такие структурные нарушения в исходной фазе и такие локальные поля напряжений, которые делают энергетически выгодным зарождение мартенсита в соответствующих участках
...
Большие же деформации создают такие сильные нарушения правильного строения исходной фазы, которые затрудняют когерентный рост мартенситного зародыша на самых начальных его стадиях
...
Разрабатываются заманчивые проекты использования сплавов, обладающих памятью фюрмы, в частности дешевых латуней, претерпевающих мартенситное превращение, для преобразования тепловой энергии в механическую
...
Большая величина обратимой деформации в небольшом интервале температур может сделать экономически выгодным использование низкотемпературных источников тепла, например солнечной энергии, для работы тепловых машин, в которых рабочим телом является сплав, обладающий памятью формы
...
В познании механизма упрочнения при закалке решающую роль сыграли выяснение природы самого мартенситного превращения и изучение структуры мартенситаВ общих чертах механизм упрочнения при закалке на мартенсит теперь вполне понятен, но многие важные его детали еще требуют выяснения
...
Однако необходимо иметь в виду, что мартенситное превращение в чистом железе и в безуглеродистых сплавах способно привести к повышению прочностных свойств в
...
Мартенсит в отличие от фазы того же химического состава, но образовавшейся при медленном охлаждении вследствие неупорядоченной перестройки решетки, характеризуется повышенной плотностью дефектов
...
При закалке сталей достигается значительно большее упрочнение, чем в без углеродистых железных сплавах, причем эффект закалки повышается с увеличением содержания углерода в аустенйте
...
Диффузионное перераспределение углерода в период закалочного охлаждения или после закалки может дойти до стадии выделения из мартенсита дисперсных частиц карбида, вносящих свой вклад в упрочнение стали
...
Кроме того, в любых сталях углерод при обычных скоростях закалки успевает образовывать сегрегации на дефектах решетки аустенита в период охлаждения стали выше точки Мн
...
С этим согласуется то, что при очень больших скоростях охлаждения твердость кристаллов мартенсита оказывается почти в полтора раза ниже, чем после обычной закалки
...
Начинающие изучать термическую обработку часто рассматривают сильное упрочнение при закалке сталей как явление, исключительное по своему эффекту, по приросту твердости
...
Наиболее общим является механизм фазового наклепа, свойственного всем мартенситным превращениям в металлах и сплавах и состоящего в увеличении плотности дефектов кристаллической решетки
...
Когда же обнаружили мартенситное превращение в безуглеродистых железных сплавах и сплавах цветных металлов, то оказалось, что хрупкость не является общим свойством, присущим любому мартенситу
...
Эти сплавы в закаленном состоянии можно обрабатывать при комнатной температуре давлением с высокими обжатиями, в то время как закаленную высокоуглеродистую сталь из
...
решеткой, содержащих элементы внедрения, то следует заметить, что закаленные на мартенсит металлы и сплавы в общем могут иметь довольно высокие показатели пластичности, хотя после мартенситного превращения из
...
Кинетика этого превращения и получающиеся структуры имеют черты кинетики и структур, наблюдаемых при диффузионном перлитном и бездиффузионном мартенситном превращениях
...
Продукты изотермического превращения переохлажденного аустенита в промежуточном интервале температур по своим физическим свойствам, составу и структуре фаз близки к продуктам етнуска мартенсита закаленной стали, еслитемпературы бейнит
...
Кинетика бейнитного превращения В бейнитном интервале температур, так же как и в перлитном, переохлажденный аустенит начинает распадаться после некоторого инкубационного периода
...
Кинетика бейнитного превращения похожа на кинетику перлитного не только наличием инкубационного периода, но и характером нарастания объема во время изотермической выдержки
...

Электроэрозионная обработка металлов
Справочник газосварщика и газорезчика
Сварные конструкции. Технология изготовления. Автоматизация производства и проектирование сварных конструкций: Учеб. пособие
Теория термической обработки металлов. Учебник
Новые сварочные источники питания: Сб. науч. тр.
Общетехнический справочник
Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Теория термической обработки металлов. Учебник