Мартенсит

[martensite] — 1. Структурная составляющая кристаллических твердых тел, возникающая в результате сдвигового бездиффузионного полиморфного превращения при охлаждении (Смотри мартенситное превращение). Назван по имени немецкого металловеда А. Мартенса(А. Martens; 1850 — 1914гг.). В результате деформации кристаллической решетки при этом превращении (т.н. кооперативного сдвига) на поверхности металла появляется рельеф; в объеме же возникают внутренние напряжения и идет пластическая деформация, которые и ограничивают рост кристалла мартенсита. Скорость роста достигает 10³ м/с и не зависит от температуры, поэтому скорость образования мартенсита обычно лимитирует скорость зарождения кристаллов. Количество образующегося мартенсита обычно растет с увеличением переохлаждения, поскольку упругая энергия должна быть минимальна, кристаллы мартенсита принимают форму пластин (на шлифе — иголок) правильно ориентированных относительно исходной кристаллической решетки. Внутренние напряжения снимаются также пластической деформацией, поэтому кристалл мартенсита имеет повышенную плотность дислокаций (до 10¹² см^-2) или разбивается на двойники толщиной 1-100 нм. Внутризеренные границы и дислокации упрочняют мартенсит. Мартенсит — типичная структура, образующаяся при низкотемпературном полиморфном превращении в чистых металлах (Fe, Co, Ti, Zr и др.), в твердых растворах на их основе, в интерметаллидах (например, CuZn, Cu₃Al, NiTi, V₃Si и др.). 2. Мартенсит в стали — пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе, образованный в результате бездиффузионного полиморфного превращения аустенита при закалке. Концентрация углерода в мартенсите точно такая же, как в исходном аустените. Мартенсит имеет тетрагональную решетку, близкую к ОЦК-решетке α-железа. С увеличением содержания углерода в мартенсите степень тетрагональности (отношение с/а) увеличивается, например, в мартенсите с 2 % С с/а = 1,09. В легированных сталях атомы легирующих элементов растворены в мартенсите по способу замещения. Важнейшее явление, сопровождающее закалку на мартенсите, — упрочнение, повышение твердости. Упрочнение сталей при закалке на мартенсите обусловлено появлением большого числа двойниковых прослоек, повышением плотности дислокаций и образованием атмосфер Коттрелла из атомов углерода. Закалка на мартенсите углеродистых сталей приводит к резкому снижению их пластичности. В закаленных углеродистых сталях различают крупноигольчатый мартенсит (длина игл от 12 до 20 мкм), который образуется в больших зернах аустенита, как правило в сталях с относительно низкой температурой M_н, и мелкоигольчатый мартенсит (длина игл от 4 до 8 мкм), образующийся в мелких аустенитных зернах. При очень малых размерах мартенситных игл (< 2 мкм) мартенсит называется скрытоигольчатым. Концентрация углерода в твердом растворе и субзеренная структура мартенсита изменяется при отпуске, используется для повышения пластичности стали. Физическая природа мартенситных Fe-C сплавов как раствора внедрения, его высокая прочность, механизм и закономерности образования установлены академиком Г. В. Курдюмовым. Выделяют два основных типа структур мартенсита в закаленных, углеродных и легированных сталях: пластинчатый (двойниковый) и пакетный (реечный):

Смотри также:
— термоупругий мартенсит
— пакетный мартенсит
— мартенсит деформации
— гексагональный мартенсит (s-мартенсит)
— пластинчатый мартенсит
— отпущенный мартенсит