< |
> |
< |
* |
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 -У < 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. |
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. |
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. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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