Из схемы на рисунке Зависимость свободных энергий вытекает, что сплав, закаленный на мартенсит, при нагревании до температур выше Т0 может протерпеть обратное бездиффузионное мартенсито-аустенитное превращение, когда будет достигнута определенная степень перегрева и определенная движущая сила превращения ∆F. По аналогии с точкой Мн, температуру начала бездиффузионного образования аустенита обозначают через Ан.
Образование аустенита мартенситным путем возможно только в таких условиях, когда подавлено диффузионное перераспределение компонентов в исходном мартенсите. Для этого температура Т0 должна быть невысокой, а нагревание надо проводить ускоренно.
В углеродистых сталях обратное мартенситное превращение не было обнаружено, что можно объяснить высокой подвижностью атомов углерода в растворе внедрения: при нагревании диффузионный распад мартенсита (отпуск) проходит раньше, чем достигается температура Ан.
Обратное мартенситное превращение наблюдали в сплавах системы Fe — Ni (при высоком содержании никеля, когда точка Т0 достаточно низка), в медных сплавах (например, алюминиевых бронзах) и в титановых сплавах (Ti — Cr, Ti — Fe, Ti — Sn, Ti — Zr). В этих сплавах обратное мартенситное превращение имеет все главные признаки прямого.
Скорость нагревания мало влияет на точку Ан. Превращение, начинаясь при одной температуре (Ан), заканчивается при более высокой температуре (Ак). Например, в сплаве Fe — 32,6% Ni температура Ан = 300 + 310 °С, а Ак = 400 + 410 °С.
При обратном мартенситном превращении наблюдается рельеф на полированной поверхности образца, причем иногда он воспроизводит рельеф прямого превращения. Кристаллы при обратном превращении, как и при прямом, образуются чрезвычайно быстро.
Разница между температурами Ан и Мн (температурный гистеризис) может составлять как несколько градусов, так и сотни градусов. Большой гистерезис обусловлен высокой энергией упругой деформации матрицы (∆Fупр), препятствующей образованию в ней кристаллов новой фазы.
Зависимость температур начала мартенситного превращения
Зависимость температур начала мартенситного превращения при охлаждении (Мн), обратного мартенситного превращения при нагревании (Ан) и расчетной температуры равенства свободных энергий аустенита и мартенсита (Т0 = (Мн + Ан) / 2) от содержания никеля в системе Fe — Ni (по данным Кауфмана и Коэна): Мд — начало мартенситного превращения в деформированном аустените; пунктирные линии — границы α- и γ-областей на диаграмме стабильных равновесий.
Температурный гистерезис можно уменьшить, применив пластическую деформацию аустенита выше точки Мн (смотрите также Кинетика мартенстенитных превращений). Пластическая деформация вызывает мартенситное превращение между температурой Мн и некоторой температурой Мд (или Мd), которая находится где-то ниже точки Т0, иногда очень близко от нее. Выше температуры Мд и пластическая деформация не в состоянии вызвать мартенситное превращение.
Аналогично пластическая деформация мартенсита вызывает обратное мартенситное превращение в области температур ниже точки Ан вплоть до некоторой температуры Ад, которая на какую-то величину превышает температуру Т0 (смотрите соответствующие точки на рисунке Зависимость свободных энергий).
Сближая температуры начала прямого и обратного превращений, пластическая деформация позволяет экспериментально оценивать температуру метастабильного равновесия фаз одинакового состава. Если тепловой гистерезис все еще остается большим, то можно принять Т0 = ½ (Мд + Ад).
«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков