Главная / Теория термической обработки металлов / Закалка / Закалка с полиморфным превращением / Важнейшая особенность кинетики мартенситных превращений

Важнейшая особенность кинетики мартенситных превращений


Обнаружение Г. В. Курдюмовым и О. П. Максимовой полностью изотермического мартенситного превращения явилось прямым доказательством того, что зарождение кристаллов мартенсита — это зависящий от температуры, термически активируемый процесс, как и любой процесс зарождения кристаллов новой фазы (смотрите Термодинамика фазовых превращений).

В связи с этим само понятие «атермическое превращение» противоречит термической природе образования зародышей. Более подходяще, но менее распространено другое название «неизотермическое превращение», указывающее лишь на то, что мартенсит образуется не при одной температуре, а при разных температурах во время охлаждения.

Важнейшая особенность кинетики мартенситных превращений
— прекращение образования мартенсита при наличии неизрасходованной исходной фазы (аустенита), необходимость понижения температуры для возобновления превращения.

Так как мартенситное превращение развивается вследствие образования новых, а не роста ранее образовавшихся кристаллов, то прекращение превращения означает прекращение образования зародышей мартенсита. В связи с тем что механизм зарождения мартенсита надежно не установлен, рассматриваемая важнейшая особенность кинетики мартенситных превращений имеет только предположительное объяснение.

Современные трактовки исходят из гипотезы гетерогенного зарождения мартенсита в заранее подготовленных участках аустенита с иным, чем у матрицы, составом или, скорее, с особым строением (смотрите Механизм мартенситного превращения). Эти особые участки в аустените (эмбрионы) отличаются один от другого размерами, составом и строением.

Когда при охлаждении термодинамический стимул превращения
— разность свободных энергий аустенита и мартенсита — достигает определенной величины, указанные особые участки в аустените превращаются в активные, способные к росту зародыши мартенсита.

Вблизи точки Мн в виде центров превращения реализуются только те участки аустенита, в которых работа образования зародышей мартенсита минимальна. По исчерпании таких участков превращение останавливается. Для его возобновления необходимо понизить температуру, чтобы увеличить разность свободных энергий аустенита и мартенсита.

Затуханию мартенситного превращения при изотермической выдержке (смотрите рисунок Изотермическое превращение аустенита в мартенсит) способствует также прогрессирующее разбиение аустенитного зерна на все более мелкие отсеки (смотрите рисунок Схема образования мартенситных пластин). С сокращением размера таких отсеков уменьшается размер новых мартенситных кристаллов, и поэтому объемная доля образующегося мартенсита, приходящаяся на каждый его зародыш, становится меньше.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков