На главную

Решебник методичек Тарга С.М. 1988, 1989, 1983 и 1982 годов по теоретической механике для студентов-заочников.

Статья по теме: Упрочнение мартенсита

Предметная область: материаловедение, композиционные материалы, металлы, стали, покрытия, деформации, обработка

Скачать полный текст

Упрочнение мартенсита при деформации сопровождается изменением ширины интерференционной линии B(2u>. При деформации 2% наблюдается уменьшение ширины линий В(Ш), связанное с распадом мартенсита, при деформации 5% отмечается увеличение ширины линий В(2ц), обусловленное ростом плотности дефектов (см. рис. 43). Аналогичное изменение ширины линии В(2ш имело место и на образцах, отпущенных при 150° С. 1[1, С.110]

Упрочнение мартенсита сплавов Fe—Ni—Со—W при нагреве происходит в результате дисперсионного твердения. f В сплавах с 15—20% Со в процессе старения при 440—550° С происходит расслоение твердого раствора на микрообъемы, одни из которых обогащены Fe и Со (в них реализуется ближний порядок типа Fe— Со), а другие обогащены Ni и W (в них образуется ГПУ-фаза на основе Ni3W). Зарождение ГПУ-фазы происходит гомогенно по всему объему мартенситных кристаллов, т. е. дефекты структуры не являются местами предпочтительного зарождения выделений. При увеличении температуры старения (или времени старения) происходит растворение фазы типа Ni3W и выделение более стабильной фазы типа Fe2W. С этим процессом следует связывать наблюдаемое при 570—620° С явление возврата электросопротивления сплава Fe—Ni—Со—W, предварительно состаренного при 500—550° С.[1, С.118]

Возможно ли упрочнение мартенсита после превращения V-^а за счет процессов, происходящих внутри твердого раствора, в частности за счет образования зон, обогащенных примесями внедрения, подобно тому как это происходит при старении (в начальной стадии распада)? Отмечалось неравномерное распределение примесей внедрения в мартенсите, но форма сегрегации не была установлена [267]. Отмечалось также старение мартенсита при низких температурах и после кратковременной выдержки (секунды) при 0° С. Известно повышение твердости на ранних стадиях отпуска высокоуглеродистой стали. Зарегистрировано увеличение на 15% электросопротивления эвтектоид-ной стали ( — 1% С) за первые 3 сек отпуска при 200° С. Электронномикроскопические исследования не обнаруживают при этом изменения микроструктуры. Важную роль при старении, как указывалось ранее, могут играть дефекты структуры, являющиеся местами предпочтительной сегрегации атомов углерода. Высказывалась точка зрения о том, что упрочнение мартенсита связано с процессом сегрегации примесей внедрения, возможно на двойниках, даже при Ма^. 0° С, хотя некоторые опыты с внутренним трением свидетельствуют о том, что углерод скорее находится в растворе. По-видимому, старение в результате скопления достаточно больших групп атомов внедрения возможно в высокоуглеродистом игольчатом мартенсите, однако величина эффекта невелика. Возможность старения мартенсита за счет образования сегрегации рассмотрена также теоретически [305].[2, С.334]

Наблюдаемое упрочнение мартенсита можно связать с существенным измельчением субструктуры мартенсита за счет выделения в нем дисперсной у-фазы, разбивающей а-кристалл на очень мелкие структурные ячейки, средний размер которых по многим измерениям составляет^ 1000 А. Окружающие мартенситную ячейку различно ориентированные рейки у-фазы являются барьерами для движения дислокаций. Для определения предела текучести в зависимости от величины структурной ячейки воспользуемся уравнением Холла -Петча[3, С.144]

Авторы [209] исследовали близкий по составу сплав Н20Х23 с 0,17% TJ, связывали наблюдаемое упрочнение мартенсита с выделением интерметаллида NigTi, а последующее разупрочнение при нагреве - с образованием аустенита. Чтобы исключить впияние старения на прочностные свойства мартенсита, в настоящем исследовании был использован метастабильный сплав железа с 30,5% Ni и менее 0,01% С. Положение температурного интервала а-» у превращения и структура образующейся у -фазы в существенной мере зависят от состава сплава, скорости нагрева и температуры, от которой начинается медленный нагрев. Нагрев сплава ИЗО, предварительно обработанного на мартенсит, проводился со скоростью 0,3 град/мин начиная от 250°С.[3, С.143]

В нержавеющих сталях Х16Н8 и Х16Н8МЗ с преобладающей структурой однонаправленного пластинчатого аустенита (рис. 3.38) также не наблюдается упрочнение мартенсита в процессе а -» у превращения при медленном нагреве. Как видно на рис. 3.38, с увеличением количества у-фазы, образующейся по границам а-полос в пакете, имеет место постепенное снижение прочностных свойств, которое еще более ускоряется при образовании глобулярной у-фазы в конце интервала Ajj-AK (некоторый подъем f0,2 в стали ОХ16Н8, нагретой до 720°С, связан с появлением мартенсита вторичной генерации при охлаждении до комнатной температуры).[3, С.146]

В работе [ 176] отмечен случай упрочнения мартенсита в процессе а -» у превращения в высоколегированном сплаве железа с 23% Ш и 19% Со, раскисленном 0,2% TI. : Упрочнение мартенсита объяснялось двумя фактами: упорядочением по типу Fe2NiCo и образованием дисперсного аустенита. Однако в этом сплаве содержалось 0,2% Ti, что делало опыт неточным.[3, С.143]

По-видимому, в идее о «мягком мартенсите» есть рациональное зерно: закрепление дислокаций в результате диффузионного перемещения атомов и выделение частиц при старении или деформации должны оказывать сильное влияние на упрочнение мартенсита. Пока, однако, трудно количественно оценить вклад основных факторов, определяющих высокое сопротивление пластической деформации сложной структуры, образующейся при закалке стали.[2, С.338]

Такие легирующие добавки, как кобальт и хром (при содержаниях до 10%) не вызывают дисперсионного твердения железо-никелевого мартенсита, а способствуют распаду твердого раствора. Например, кобальт в сочетании с молибденом чли вольфрамом, а хром в присутствии титана и других элементов, увеличивают упрочнение мартенсита при старении. Введение кобальта в сплавы уменьшает растворимость молибдена или вольфрама -в а-фазё и приводит к увеличению объемной доли выделяющейся при старении упрочняющей фазы [39 J. Кроме'того, при концентрации кобальта в сплавах более 5—7% в присутствии никеля образуется при нагреве ближний или дальний порядок тира Fe—Со, что сопровождается формированием субмикрообластей, обогащенных никелем и молибденом. Такой процесс инициирует образование фаз, богатых никелем и молибденом, и способствует их гомогенному зарождению 143].[1, С.97]

Рассмотрение состояния примесей внедрения и взаимодействия их с атомами железа показало, что атомы углерода заряжаются в мартенсите положительно, а азота — отрицательно. Направление магнитного поля Не (следовательно, и направление спиновой поляризации) перпендикулярно оси с мартенсита; между атомами железа и углерода возникает сильная СУ-СВЯЗЬ, а между атомами железа и азота — слабая я-связь. Возможно, что образованием а-связи объясняется сильное упрочнение мартенсита при увеличении содержания углерода.[2, С.465]

Как видно из сопоставления 1 и 2, с увеличением предварительной деформации в а-состоянии предел текучести фазонаклепанного аустенита повышается аналогично тому, как это имеет место и в случае предварительной деформации сплава в у-состоянии (3, 4), Однако упрочнение фазонаклепанного аустенита при деформации сплава в «-состоянии выше, чем при деформации в у-состоянии (2, 4], Это обусловлено различной плотностью дефектов решетки в мартенсите перед обратным « -»у превращением. Кривая 5 на рис. 1.18 показывает зависимость предела текучести мартенсита, полученного охлаждением в жидком азоте, от степени предварительной деформации сплава в у-состоянии. С увеличением степени деформации в у-состоянии предел текучести мартенсита возрастает с 80 до 1OQ кгс/мм , что свидетельствует о наследовании мартенситом дефектов решетки деформированного аустенита. Однако упрочнение мартенсита в этом случае оказывается значительно ниже, чем после непосредственной деформации сплава в «-состоянии (^ 5),[3, С.26]

Полный текст статьи здесь



В ПОМОЩЬ ВСЕМ СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборников Яблонского, Мещерского, Тарга С.М., Кепе. Решение любых задач по материаловедению, термодинамике, метрологии, термеху, химии, высшей математике, строймеху, сопромату, электротехнике, ТОЭ, физике и другим предметам на заказ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лахтин Ю.М. Новые стали и сплавы в машиностроении, 1976, 224 с.
2. Бокштейн С.З. Строение и свойства металлических сплавов, 1971, 496 с.
3. Малышев К.А. Фазовый наклеп аустенитных сплавов на железо-никелевой основе, 1982, 261 с.

На главную