Файл: Утевский, Л. М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 122

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

<

>

<

*

л

 

Рис. 232. Система субграниц,

па­

у

раллельных

плоскости

(111),

из

 

 

 

 

 

 

Л

У

*,

>

«

>

дислокаций

Л о м е р —

Коттрелла

(схема)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

У

^

V

 

>

 

 

 

 

<

>

-<

V

-<

v

 

 

 

 

рые особенности. Форма мартенситных кристаллов и ос­ новные детали тонкой структуры мартенсита сплава Н30Ф2 те же, что и у мартенсита, образованного из недеформированного аустенита. Пластинчатые кристаллы мартенсита с неровными краями, как правило, частично двойникованы. Средняя зона имеет высокую плотность двойников превращения системы {112} < Ш > , а пери­ ферия — высокую плотность дислокаций разных систем. Между средней зоной и периферией преобладают винто­ вые дислокации с вектором Бюргерса < 1 1 1 > , па­ раллельным направлению двойникования [274].

Помимо отмеченных особенностей, мартенситные кри­ сталлы, образованные в предварительно полигонизованном аустените, оказываются также полигонизованными (рис. 233). Это сразу же обнаруживается визуально по наличию субграниц и по дифракционному контрасту на субзернах в мартенсите, а также может быть доказано специальными измерениями (например, по расщеплению рефлексов на микродифракционной картине или изме­ рением разориентировки темнопольным методом). Весь­ ма часто наблюдалось закономерное чередование конт­ раста на ряде соседних субзерен в мартенсите, анало­ гичное наблюдавшемуся для субзерен в аустените.

Из-за высокой плотности дефектов в мартенситном кристалле очень трудно разрешить дислокационную структуру субграницы, унаследованной мартенситом. Это удается только поблизости от средней зоны частично двойникованного крупного кристалла мартенсита, где

преобладает одна

(основная)

система

дислокаций.

В определенных дифракционных

условиях,

когда

кон­

траст на дислокациях

основной

системы исчезает

(т. е.

514


тер наследуемых субграниц, которые и в мартенсите оказываются преимущественно смешанного типа.

Таким образом, в аустените субграницы сложного ти­ па с углом разориентировки, по крайней мере, ^ 3 ° не являются непреодолимыми препятствиями для роста мартенситных кристаллов и наследуются последними. Гру­ бая оценка плотности дислокаций, образующих насле­ дуемые субграницы, дает ~ 1010 см~2.

На рис. 236, а заметно, что, переходя в мартенсит, субграницы отклоняются от своего направления в аус­

тените

( С А

)

на

угол около

10° и вновь восстанавли­

вают

свое

первоначальное направление,

пройдя

толщу

кристалла

и

оказываясь опять

в

аустените.

Изменение

направления

следа субграницы,

С А - > - С м - > С А ,

подобно

рискам на

поверхности шлифа

[275], связано

со

сдвиго­

вым характером

превращения,

что подтверждается

ана­

лизом, результаты которого приведены на

рис. 236, б.

По

известному вектору sr сдвига при превращении1 и плос­ костям субграниц в аустените и в мартенсите найдены

нормальная s2 и тангенциальная S\ составляющие этого

сдвига

относительно

субграницы.

Поворот субграницы

определяется s2 и приводит к новому направлению

ее

следа

, которое

очень близко к

наблюдаемому

сле-

ДУ с м -

2. ЦЕМЕНТИТ В Б Е И Н И Т Е И В ОТПУЩЕННОМ МАРТЕНСИТЕ

Структура стали, в которой произошло промежуточ­ ное (бейнитное) превращение аустенита, может, вообще говоря, быть образованной несколькими фазами: пере­ сыщенной углеродом а-фазой, возникшей мартенситным путем, остаточным аустенитом с концентрацией углеро­ да, отличной от средней, и карбидами различного проис­ хождения (выделившимися непосредственно из аустени­ та или в результате отпуска а-фазы). В зависимости от того, в какой области температур происходит превраще-

1

Строго говоря, sr — вектор

в габитусной плоскости,

б л и ж а й ­

ш и й

к направлению

сдвига при превращении; этот сдвиг

однозначно

задается конкретным

вариантом

ориентационного соотношения фаз.

519



пластинки

бейнитного

феррита и имеют изогнутую, по­

добную запятой, форму

(рис. 242, а).

Структуры же мар­

тенсита той же стали,

отпущенной на 325° С в течение

3,5 ч (рис. 242,6) или на 250° С, не обнаруживают

ка­

ких-либо

существенных различий.

В кристалле

на

рис. 242, б внутренних двойников нет, цементитные выде­

ления имеют

несколько ориентировок.

В

кристаллах

с двойниками

превращения цементит

выделяется при

отпуске в основном по границам

двойников

и мартен-

ситных кристаллов.

 

 

 

б. Ориентационное соотношение

феррит — цементит

в кристаллах нижнего бейнита и отпущенного мартенсита

Важнейшую информацию о природе морфологиче­ ских различий верхнего бейнита, нижнего бейнита и от­ пущенного мартенсита, т. е. и об основных механизмах и последовательности превращений, дают кристаллогра­ фические данные — ориентационные и габитусные соот­ ношения фаз.

Реальность существования ориентационного соотно­ шения Багаряцкого [283] между кристаллическими ре­ шетками a-Fe и цементита при выделении последнего из мартенсита во время отпуска в настоящее время под­ тверждена многими электроннодифракционными иссле­ дованиями на самых различных по составу сталях [279; 282; 284].

Согласно соотношению Багаряцкого, в самом общем случае осевые векторы цементитной решетки должны

совпадать по направлению со

следующими кристалло­

графическими осями в решетке

о. ц. к. железа:

[ Ю 0 ] ц | |

| | < 1 1 0 > а , [ 0 1 0 ] ц ! 1 < 1 1 1 > а

и [ 0 0 1 ] ц | | < 1 1 2 > а .

Всего имеется 12 разных,

но геометрически

эквива­

лентных1 конкретных вариантов этого соотношения. Один

из таких

вариантов

можно записать следующим обра-

зом: [ Ю 0 ] ц | | [ Г Ю ] а ,

[010]ц !1[11Т]а , [001] ц ||[112] а или

задать

следующим

матричным

равенством (подробнее

об определении матриц см. в гл. 3 и 16):

" и

-

=

1,11

1,05

0,955

U

'

V

 

-1,11

1,05

0,955

V

(157)

 

 

 

 

 

0 —1,05

1,91

W

Ц

Если

не учитывать

тетрагональное™

решетки мартенсита.

525


С

помощью

этого

равенства

можно

заранее рассчи­

тать,

какие оси зон в

решетках

феррита

и

цементита

взаимно параллельны, т. е. какие плоские

сечения двух

обратных

решеток могут быть

одновременно

получены

на одной

электронограмме.

Поскольку на

электроно­

грамме одна и та же сетка

рефлексов

наблюдается при

ориентировках

образца,

различающихся

 

на

2 — 5°

(см. гл. 10), и учитывая, что элементы

матрицы

в равен­

стве

(157) близки к целым числам, можно округлить эти

элементы,

и тогда получим приближенное

равенство,

связывающее параллельные направления в феррите и це­

ментите с точностью, практически приемлемой

во многих

случаях:

 

 

 

 

" U '

 

1

1 Г

~ U "

 

V

Т

1 1

V

 

W

а.

0 Т 2

W ц

 

Неточность

равенства (158), связанная с

округлени­

ем, будет сказываться тем заметнее, чем больше числен­ но индексы [ с / К № ] ц .

Совпадающие направления в обратных решетках a-Fe и цементита связаны равенством, в котором матрица со­

ответствия

получена транспонированием

матрицы в

(157):

 

 

 

 

 

 

 

 

" h

1,11

— 1,11

0 "

"

h ' *

 

k

=

1,05

1,05

— 1,05

 

k

(159)

I

Ц

_0,955

0,955

1,91

_

I a

 

или

приближенно

 

 

 

 

" h '

" l

Г 0^

" h

 

 

 

 

k

 

1

l T

k

 

 

 

 

1 _ Ц

1

1 2

I

 

 

 

 

 

 

 

_

 

 

 

 

 

Следует, однако, отметить, что для анализа электронограмм от кристаллов a-фазы и цементита, связанных между собой соотношением Багаряцкого, и особенно для построения совместных сечений обратных решеток a-Fe- и цементита значительно удобнее пользоваться матри­ цами, обратными по отношению к матрицам в выраже­ ниях (157) и (158), поскольку при расчетах по обратным

526