Przemiany fazowe w stopach żelaza - przemiana
martenzytyczna
Rys. Przemiana bezdyfuzyjna RSC RPC w żelazie
Przemiany fazowe w stopach żelaza - przemiana
martenzytyczna
Rys. Przemiana bezdyfuzyjna RSC RPC w żelazie
Przemiany fazowe w stopach żelaza -
przemiana martenzytyczna
Martenzyt w czystym żelazie ma sieć krystaliczną
identyczną
jak Fe
- RPC (sieć regularna przestrzennie
centrowana).
W skali mikroskopowej są to dwie różne mikrostruktury.
Struktura powstała w
wyniku przemiany
dyfuzyjnej posiada
duże, równoosiowe
ziarna ferrytu.
Przemiany fazowe w stopach żelaza -
przemiana martenzytyczna
Struktura powstała w wyniku
przemiany bezdyfuzyjnej ma
niezliczoną ilość maleńkich,
silnie zdefektowanych listew
(martenzyt listwowy) lub
płytek (igiełek, soczewek) –
martenzyt płytkowy (iglasty),
ułożonych grupami pod kątem
60 lub 120
o
względem siebie.
Maksymalna wielkość płytek
martenzytu ograniczona jest wielkością
ziarna austenitu.
Ze wzrostem wymiaru płytki rosną
naprężenia wywołane zniekształceniem
obszaru doznającego przemiany.
Gęstość dyslokacji w martenzycie
wynosi zwykle 10
15
-10
16
m
-2
.
W stalach niskowęglowych dominuje
martzenzyt listwowy, a w stalach
wysokowęglowych martenzyt płytkowy.
Przemiany fazowe w stopach żelaza -
przemiana martenzytyczna
C
F
e
perl
it
F
e
C
marten
zyt
Przemiany fazowe w stopach żelaza -
przemiana martenzytyczna
W stopach żelaza z węglem
martenzyt jest przesyconym
roztworem stałym węgla w
żelazie Fe
o sieci tetragonalnej,
przestrzennie centrowanej.
Przemiany fazowe w stopach żelaza -
przemiana martenzytyczna
Rys. Komórka elementarna martenzytu i zależność stałych
sieciowych martenzytu od
stężenia węgla. c/a to tetragonalność martenzytu.
Przemiany fazowe w stopach żelaza -
przemiana martenzytyczna
Przemiany fazowe w stopach żelaza -
przemiana martenzytyczna
Ilość wytworzonego martenzytu jest funkcją tylko
temperatury i nie zależy od czasu.
Temperatura, w której martenzyt zaczyna powstawać jest oznaczona
symbolem M
s
, a temperatura, w której kończy się przemiana
martenzytyczna jest oznaczona symbolem M
f
.
Martenzyt powstaje podczas ciągłego chłodzenia
przechłodzonego austenitu w zakresie temperatur M
s
- M
f
. Obie temperatury zależą od stężenia węgla w
austenicie.
Przemiany fazowe w stopach żelaza -
przemiana martenzytyczna
Przemiany fazowe w stopach żelaza -
przemiana martenzytyczna
Zależność temperatury
początku M
s
i końca M
f
przemiany
martenzytycznej
od stężenia węgla w
stalach węglowych
Przemiany fazowe w stopach żelaza -
przemiana martenzytyczna
Przemiana przechłodzonego austenitu w martenzyt
nie zachodzi do końca.
Po zakończeniu przemiany w strukturze oprócz
martenzytu pozostaje austenit szczątkowy.
Udział austenitu szczątkowego w strukturze stali
zwiększa wzrost stężenia węgla w austenicie.
Przemiany fazowe w stopach żelaza -
przemiana martenzytyczna
Stabilizacja austenitu
szczątko-
wego:
1 - chłodzenie ciągłe,
2 - chłodzenie z
przystankiem
temperaturowym
Przemiany fazowe w stopach żelaza -
przemiana martenzytyczna
Przesycenie roztworu stałego węglem powoduje
znaczne odkształcenie sieci, przez co utrudniony jest
ruch dyslokacji i w konsekwencji znaczną twardość
martenzytu.
O umocnieniu martenzytu decyduje: duża gęstość
dyslokacji i rozdrobnienie ziarna (grubość płytek i
listew) oraz zawartość węgla.
W stalach o średniej i wysokiej zawartości węgla
przeważa umocnienie spowodowane węglem.
Przemiany fazowe w stopach żelaza -
przemiana martenzytyczna
Zależność twardości i
granicy
plastyczności
martenzytu od
stężenia węgla