26. Условия реализации диффузионного механизма пластической деформации.
Диффузионный механизм реализуется при высоких температурах (близких к температуре плавления) и низких внешних нагрузках. При приложении к телу внешней нагрузки самодиффузия идет направленно. В результате под действием растягивающих сил тело удлиняется, а его поперечное сечение уменьшается. Диффузионная пластическая деформация – очень длительный процесс, реализуется при постоянно приложенных напряжениях, величина которых недостаточна, чтобы вызвать пластическую деформацию при кратковременном действии.
27. Условие реализации сдвигового механизма пластической деформации.
Другой механизм пластической деформации — сдвиговый. Он заключается в упорядоченном смещении отдельных частей кристалла под действием внешних сил. Сдвиговая деформация наступает почти одновременно с приложением силы. Она идет и при низких, и при высоких температурах. Для краткости сдвиговую пластическую деформацию называют просто пластической деформацией при температурах ниже 0,3-0,4 T0, т. е. при таких температурах, когда самодиффузия идет с пренебрежимо малой скоростью. Деформацию в этом случае называют холодной в противоположность горячей, которую проводят при температурах, превышающих 0,3—0,4 Т0.
29. Особенности мартенситного превращения в сталях.
В результате мартенситного превращения в стали образуется структура называемая мартенситом. Переохлаждение аустенита ниже 230 С приводит к тому, что он не распадается, а испытывает аллотропическое превращение, мартенситным путём, без изменения состава. Кристаллы мартенсита зарождаются в дефектных участках, где имеются дислокационные узлы и кроме того в тех объёмах аустенита, которые флуктуационно обеднены углеродом. Пока на границе мартенсита и аустенита существует сопряжённость решёток (когерентность), скорость образования и роста кристаллов мартенсита очень велика (10^3 м/с), даже при температурах близких к абсолютному нулю. В процессе роста мартенситного кристалла вследствие разности удельных объёмов аустенита и мартенсита увеличиваются упругие напряжения в области когерентного сопряжения, что может приводить к пластической деформации и нарушению когерентности. Сопряжённость решёток нарушается и по достижении растущим кристаллом границы зерна или других больших скоплений дефектов кристалла. При нарушении когерентности решёток дальнейший упорядоченный переход атомов из аустенита в мартенсит становиться невозможным и рост кристалла мартенсита прекращается. Вследствие увеличения упругой энергии ∆Fупр, рост кристалла мартенсита может прекратиться без нарушения когерентности. В этом случае устанавливается термоупругое равновесие между мартенситом и исходной фазой (∆Fоб=0). При повышении температуры ∆Fоб и кристалл мартенсита уменьшается, а при понижении температуры ∆Fоб и кристаллы мартенсита растут, пока не нарушится когерентное равновесие. Термоупругое мартенситное превращение было обнаружено в 1949г. Г В Курдюмовым и А Г Хандросом. Это открытие названо «эффект Курдюмова».
Превращение аустенита в мартенсит происходит при непрерывном понижении температуры. Развитие превращения при этом протекает в результате образования новых кристаллов мартенсита. Кристаллы мартенсита ориентационно связаны с решёткой аустенита, поэтому скорость их роста в различных кристаллографических направлениях неодинакова. Вследствие этого кристаллы мартенсита имеют форму пластин закономерно ориентированных в исходном аустените: (011)м||(111)а,[110]a||[111]м. Кристаллы мартенсита зависимости от состава (в первую очередь от С%), а след и от Т образования могут иметь разную морфологию и различную субструктуру. Различают 2 основных морфологичеких типа мартенситных кристаллов: пакетный и пластинчатый. Пакетный мартенсит образуется в углеродистых и легированных конструкционных сталях (С%<0.5) , у которых точка М лежит при сравнительно высоких температурах. Кристаллы пакетного мартенсита имеют форму тонких (0.1-0.2 мкм) пластин (реек). Группа параллельных кристаллов образует вытянутый пакет. В каждом зерне аустенита возникает обычно несколько (2-4) пакетов мартенсита. Кристаллы пакетного мартенсита обычно разделены прослойками остаточного аустенита.
Пластинчатый мартенсит образуется в высокоуглеродистых сталях(>0.8%C), имеющих низкие температуры точек М. Кристаллы низкотемпературного пластинчатого мартенсита имеют линзовидную форму, соседние кристаллы не параллельны и образуют сложные пространственные группировки. В плоскости шлифа они могут иметь вид игл. Кристаллы пластинчатого мартенсита состоят в средней своей части из большого числа микродвойников, образующих среднюю зону повышенной травимости, называемую мидрибом. Размеры кристаллов любой морфологии мартенсита во многом определяются величиной исходного зерна (или субзерна) аустенита. Кристаллы мартенсита тем крупнее, чем больше зерно аустенита. (лившиц стр169)
