Упорядочение в мартенситной фазе

А, В. Емельянов, В. В. Егоркин (Московский институт тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова). Нами предпринята попытка на примере адсорбции кислорода на поверхности металлов и полупроводников сопоставить упорядоченные адсорбционные фазы с кристаллической структурой образующегося при адсорбции оксида. Основная идея предложенной структурной модели заключается в предположении, что при адсорбции кислорода вследствие его большого сродства к металлам или полупроводникам происходит образование доменов реальных оксидных фаз на их поверхностях со свойственной им структурой, но с искаженными вследствие упорядочивающего влияния монокристаллической матрицы параметрами кристаллических решеток (аналог — мартенситные фазовые превращения в объеме металлов). [c.97]

Здесь будут рассмотрены сплавы с аустенитной матрицей, не являющиеся мартенситными и упрочняемые главным образом выделениями. Обычно выделения в таких сплавах представлены упорядоченной -у -фазой, известной также по суперсплавам на основе никеля, имеющей состав К1з(А1, Т1). Например, сплав А-286 представляет собой нержавеющую сталь 15 Сг—25 N1 с добавками 2,25% Т1 и 0,2% А1, необходимыми для образования фазы V -В промышленных образцах сплава А-286 наблюдались КР [66, 120], водородное охрупчивание [72, 118, 120, 121], а также рост трещин в условиях постоянного нагружения при высоком давлении водорода [122]. [c.79]

МАРТЕНСИТНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ — превращения первого рода в твердом теле, в результате которых из исходной фазы бездиффузионным путем образуется мартенситная фаза с новой кристаллической решеткой. В отличие от диффузионных превращений в твердом теле (в процессе которых кристаллы или зерна новой фазы растут вследствие диффузионного перемещения атомов от матрицы к зародышу), М. п. обусловливаются упорядоченным перемещением атомов (или молекул) от исходной фазы к зародышу мартенсита, причем такие иеремещения относительно друг друга малы ио сравнению с межатомным расстоянием кристаллической решетки. Подобно др. фазовым превращениям М. п. начинаются с образования и последующего роста зародышей. После превращения твердое тело состоит из конгломерата мартенситных кристаллов и остаточной фазы. М. п. происходят, если уменьшается свободная энергия системы вследствие различной ее величины у исходной и мартенситной фаз. При охлажденип М. п. начинаются пе сразу в точке фазового равновесия Тд (рис.), где свободные энергии исходной и мартенситной фаз равны, а при более низкой т-ре точки Мназываемой мартенситной точкой. Подобное обстоятельство объясняется тем, что выигрыш свободной энергии — Р в точке [c.772]

На рис. 7.51 в качестве примера показано увеличение скоростей поверхностных и объемных волн в закаленных сплавах алюминия при их старении. При нем происходит выделение частиц с иной кристаллической структурой (фаз) и переход кристаллической решетки твердого раствора в более равновесное (упорядоченное) состояние. Такие же изменения наблюдаются при отпуске закаленной стали. Создание неоднородных структур при выпадении крупных карбидных частиц в сталях, мартенситное превращение при закалке, появление участков эвтектики при пережоге алюминиевых сплавов, накопление дислокаций кристаллической решетки и повреждений в форме микро-трещин (при усталостных испытаниях) вызывает снижение скорости УЗ в материалах. Легирование металлов вызывает как увеличение, так и уменьшение скорости звука в зависимости от фазовых, в том числе аллотропических превращений (рис. 7.52). [c.791]

В самом деле, любое перераспределение атомов внедрения между октаэдрическими подрешетками, ведущее к разупорядочению, изменяет параметры решетки мартенсита, и следовательно, изменяет геометрические размеры мартенситного кристалла. При этом происходит нарушение оптимальных условий сопряжения фаз, сложившихся в результате мартенситного превращения на границе мартенситный кристалл — аустенитная матрица , и, как следствие этого,— возрастание упругой энергии. Последнее является тем дополнительным фактором, который обеспечивает стабильность исходного упорядоченного состояния. [c.353]

Так как, в силу кристаллогеометрии мартенситного превращения, свежезакаленный мартенсит находится в полностью упорядоченном состоянии (т] = 1), то мы приходим к выводу, что полностью упорядоченное состояние отвечает минимуму энергии внутренних напряжений, связанной с сопряжением аустенитной и мартенситной фаз. Это означает, что разупорядочение может привести только к увеличению упругой энергии. [c.353]

То обстоятельство, что для перестройки кристаллической решетки достаточно небольших атомных смещений, а также сохранение упорядоченного сопряжения фаз на границах объясняют высокую скорость и атер-мический характер роста мартенситных кристаллов. Скорость движения фронта мартенситного превращения может достигать 10 м/с, т.е. может сравниваться по порядку величины со скоростью звука в кристалле. [c.140]

Обратим внимание на то, что в мартенситной фазе (см. рис. 5.1) атом, находящийся внутри изображенной элементарной ячейки, имеет два равновесных положения. Такая ситуация показана с той целью, чтобы пояснить, что мартенситное превращение в сплаве может привести к изменению упорядочения. Исходная фаза А заведомо упорядоченная, а фазы тлМг частично разупорядоченные. Частичное разупорядочение состоит в том, что упомянутые атомы, не покидая своей элементарной ячейки, могут занимать различные положения в разных ячейках одной и той же фазы. Детальный анализ различных аспектов мартенситных превращений содержится в ряде монографий и обзоров (см., например, [266—269]). Очень важной с точки зрения обсуждаемых здесь проблем особенностью мартенситных превращений является их обратимость [270]. Обратное превращение мартенситной фазы в исходную при нагреве обладает теми же особенностями кинетики, что и прямое. При обратном превращении атомы возвращаются в исходное положение по тем же путям, по которым они двигались в случае прямого превращения. [c.142]

Кристаллографию и морфологию термоупругого мартенситного превращения можно продемонстировать на примере хорошо изученного сплава u-Al-Ni (290, 292-296]. Кристаллическая структура исходной и мартенситной фаз определена в [292]. Исходная решетка — упорядоченная ОЦК решетка ()31-фаза) с постоянной а = 5,80 0,05 А. Мартенситная фаза, возникающая при термоупругом мартенситном превращении, имеет упорядоченную ромбическую решетку (так называемую у -фазу) с постоянными решетки соответственно а = 4,41 А, 6 = 5,31 А, с = 4,22 А. Ориентационные соотношения между фазами найдены в виде [294] [c.151]

Экспериментальные наблюдения мартенситного превращения и вза,имная ориентация исходных и конечных кристаллов привели к представлению, отмеченному нами ранее, что образование кристаллов мартенситной фазы заключается в закономерной перестройке решетки, при которой атомы не обмениваются местами, а лишь испытывают перемещения, не превышающие межатомных расстояний [37]. Наглядным подтверждением этого явилось установление упорядоченности мартенсита в том случае, если исходная фаза представляет собой упорядоченный твердый раствор [38, 39]. [c.325]

Среди межкристаллитных границ выделяют низкоэнергетические, когерентные границы с периодической упорядоченной атомной структурой и особыми кинетическими, диффузионными, механическими и другими свойствами. Такие границы называют специальными. К ним относятся границы фаз в ориентированных эвтектиках, в мартенситных структурах и др. Специальные границы возникают при определенных у глах разориентировки зерен (дяя гомофазных фаниц зерен) или при определенной взаимной ориентации фаз (для гетерофазных, межфаз-ных фаниц). При таких разориентировках возникают решетки совпадения и часть атомов двух решеток являются общи.ми. Основная характеристика специальной фаницы - обратная плотность мест совпадения Е - отношение числа общих атомов к числу всех атомов решетки 1 или решетки 2 в ячейке совпадения. Чем меньше значение Е, тем больше относительная доля общих атомов в решетке совпадения, т е. те.м плотнее атомная упаковка (выше когерентность) фаницы, проходящей через плоскости симметрии решетки совпадения. На рис. 5.1 показано возникновение решетки совпадения с значением Е=5. [c.63]

Мартенситным превращением обычно назвают специфическое бездиф-фузионное полиморфное превращение, наблюдающееся при охлаждении кристаллических твердых тел. Мартенситное превращение осуществляется кооперативным механическим движением атомов кристаллической решетки, перемещения которых имеют упорядоченный характер. Относительные смещения соседних атомов невелики и обычно составляют только небольшую часть межатомного расстояния. Однако в результате этих смещений элементарная ячейка кристаллической решетки перестраивается, и мартенситное превращение можно считать сводящимся к деформации элементарной ячейки исходной фазы. В процессе мартенситного превращения все время сохраняется сопряжение фаз на межфазной границе, что возможно благодаря согласованию ориентации межфазной границы с характером деформации элементарной ячейки при мартенситном превращении. [c.140]

Нужно подчеркнуть, как это сделано в [299]., что ведущим моментом эффекта являются процессы двойниковаНиЙ2 переводящие варианты мартенситной структуры под нагрузкой в один наиболее благоприятный вариант. Во время обратного превращения пластины исходной фазы всегда зарождаются и растут на габитусных плоскостях, параллельных таковым у предпочтительного варианта структуры при прямом превращении. Процессы деформации мартенсита при его переориентации в упругом поле и исчезновение мартенсита при отогреве эквивалентны образованию одного варианта мартенсита и его исчезновению путем движения одной поверхности раздела, как это имеет место для сплавов Аи— d и Си—Al Ni [297, 342]. Это обстоятельство должно использоваться для обоснования применимости дислокационного описания эффекта памяти формы. Тот факт, что при обратном превращении возникает лишь один вариант исходной фазы, объясняется, по-видимому, тем. что термоупругие сплавы являются упорядоченными как в исходном так и в мартенситном состоянии. Энергетически выгодно, чтобы сохранялось решеточное соответствие как при прямом, так и при обратном превращении. [c.173]