|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Мартенситное превращение | Мартенситное превращение (далее М), полиморфное превращение (см. Полиморфизм), при котором изменение взаимного расположения составляющих (или молекул) происходит путем их упорядоченного перемещения, причем относительные смещения соседних малы по сравнению с междуатомным расстоянием. Перестройка решетки в микрообластях обычно сводится к деформации ее ячейки, и конечная фаза М может рассматриваться как однородно деформированная исходная фаза. Величина деформации мала (~1—10 %) и соответственно мал, по сравнению с энергией связи в энергетический барьер, препятствующий однородному переходу исходной фазы в конечную. Необходимое условие М, которое развивается путем образования и роста областей более стабильной фазы в метастабильной, — сохранение упорядоченного контакта между фазами. Упорядоченное строение межфазных границ при малости барьера для однородного фазового перехода обеспечивает их малую энергию и высокую подвижность. Как следствие, избыточная энергия, необходимая для зарождения новой фазы (мартенситных мала и при некотором отклонении от равновесия фаз становится сопоставимой с энергией дефектов, присутствующих в исходной фазе. Поэтому зарождение мартенситных происходит с большой скоростью и может не требовать тепловых флюктуаций. Вследствие воздействия образовавшейся фазы на исходную фазу энергетический барьер для перемещения границы фаз существенно меньше, чем для однородного перехода; при небольших отклонениях от равновесия он исчезает — растет со скоростью порядка звуковой и без тепловой активации (превращение возможно при температурах, близких к абсолютному нулю).
Существенную роль при М играют внутренние напряжения, возникающие из-за упругого приспособления решеток, сопрягающихся по границам фаз. Поля упругих напряжений приводят к смещению точки равновесия взаимодействующих фаз относительно положения истинного термодинамического равновесия для изолированных, неискаженных фаз; соответственно, температура начала М может значительно отличаться от температуры истинного равновесия. Стремление к минимуму упругой энергии напряжений определяет морфологию, внутреннюю структуру и взаимное расположение мартенситных Новая фаза образуется в форме тонких пластинок, определенным образом ориентированных относительно осей. Пластинки, как правило, не являются монокристаллами, а представляют собой пакеты плоскопараллельных доменов — областей новой фразы, различающихся ориентировкой решетки (двойники). Интерференция полей напряжений от различных доменов приводит к их частичному уничтожению. Дальнейшее уменьшение упругих полей достигается образованием ансамблей из закономерно расположенных пластин. Таким образом, в результате М образуется поликристаллическая фаза со своеобразным иерархическим порядком (ансамбли — пластины — домены) в расположении структурных составляющих.
Рост внутренних напряжений в процессе М в определенных условиях приводит к установлению двухфазного термоупругого равновесия, которое обратимо смещается при изменении внешних условий: под действием механических нагрузок или при изменении температуры размеры отдельных и их число изменяются.
Представленная картина, которой достаточно полно отвечают М в сплавах цветных металлов, обычно в той или иной мере искажена процессами пластической релаксации — рождением и перемещением дислокаций. Релаксация внутренних напряжений делает М существенно необратимыми, между прямым и обратным превращением возникает значительный гистерезис. "Оседание" дислокаций на межфазных границах уменьшает их подвижность и увеличивает их энергию, соответственно растет барьер для зарождения. Чем больше степень релаксации, тем при меньших отклонениях от точки истинного равновесия фаз может проходить превращение, но тем меньше его скорость и менее отчетливо проявляется закономерный характер продуктов превращения. В одном и том же материале, в зависимости от степени отклонения от точки истинного равновесия фаз и скорости релаксации, наблюдаются кинетически и структурно различные варианты превращения (быстрые "атермические" М, изотермические М, "нормальные", по кинетике подобные
М обнаружены во многих материалах: чистых металлах, многочисленных сплавах, ионных, ковалентных и молекулярных Наиболее полно изучены М в сплавах на основе в частности в связи с закалкой стали (см. Мартенсит). Большие перспективы практического применения имеют возможность большого обратимого формоизменения при М (например, создание "сверхупругих" сплавов и изделий, восстанавливающих первоначальную форму при нагреве после пластической деформации — "эффект памяти"), а также связь М с появлением сверхпроводящих свойств в некоторых металлах. М (часто в сочетании с диффузионным перераспределением компонентов и изменением порядка) составляют основу многочисленных структурных превращений, благодаря которым с помощью термической и механической обработки осуществляется направленное изменение свойств материалов. Значительный вклад в изучение М внесли работы советских ученых (Г. В. Курдюмов и его школа).
Лит.: Курдюмов Г. В., Явления закалки и отпуска стали, М., 1960; Физическое металловедение, под редакцией Р. Кана, выпуск 2, М., 1968; Несовершенства строения и мартенситные превращения. Сборник статей, М., 1972.
А. Л. Ройтбурд. |
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
