On Shear Nucleation Sites at Phase Transformations in Steel

Abstract

Донской государственный технический университет (344000, Россия, г. Ростов-на-Дону, площадь Гагарина, 1) Аннотация. Рассматривается вопрос о местах зарождения при фазовых переходах, который, даже для такой широко исследуемой области, как мартенситные превращения, остается актуальным. Обсуждается универсальный характер сдвигового зарождения и места зарождения при диффузионных (нормальных) и мартенситных превращениях. Особенности зарождения изучались с помощью наблюдения поверхностного рельефа на сталях 30ХГСА, У12 и техническом железе средствами высокотемпературной металлографии, а также путем микроструктурного исследования начальных стадий фазовых превращений пористых спеченных сталей с содержанием углерода 0,40 и 1,57 %. Представлены кадры зарождения аустенита от малоугловой и высокоугловой границ, свидетельствующие в пользу сдвигового механизма его образования. Показаны многочисленные акты зарождения феррита на границе зерна γ-фазы как при медленном, так и быстром охлаждении, которое формирует морфологию игольчатого (видманштеттового) феррита. В сталях 30ХГСА и У12 мартенсит образуется по границам зерен, хотя иные области нуклеации, например, такие как дефекты упаковки, включения, особые дислокационные конфигурации, не исключаются, но они не являются преимущественными. В образцах из пористой стали имеет место преимущественный рост двойникованных кристаллов мартенсита от пор. Полученные экспериментальные данные о зародышах аустенита и феррита указывают на сдвиговый механизм зарождения на начальной стадии диффузионных превращений, который впоследствии сменяется нормальным механизмом роста с образованием равноосных зерен. Делается вывод, что, несмотря на различия в природе и условиях зарождения фаз, акты зародышеобразования во всех случаях происходят одинаково, а отличия начинаются на стадии роста. Показано, что сдвиговое зарождение может начинаться от границ зерен, субзерен, а также свободных поверхностей (например, пор в спеченной стали). Зарождению в указанных местах способствуют релаксация напряжений превращения и высвобождающаяся часть зернограничной энергии. Обнаруженная ромбовидная морфология мартенситных кристаллов, образующихся на порах, может быть объяснена тем, что зарождение от свободной поверхности, происходящее в условиях минимального влияния упругих полей окружающей матрицы, благоприятствует реализации общих закономерностей роста мартенситных кристаллов.

Changes in the Structure of Steel during Quenching in a Magnetic Field

“…Dispersity of the martensite structure was evaluated visually on technical iron samples, as well as statistically [10][11][12] on microsections and thin foils of steel C45, 100CrMn6 and 30HGSA using light (ES METAM RV-22) and electronic (EMMA-4) microscopes by measuring the specific surface [10] and studying the parameters of the surface relief caused by shear transformation [13][14][15][16][17][18][19]. The relief of the martensitic surface was studied using an MII-4M interferometer.…”

Contact Potential Difference as a Non-Destructive Testing of Steel

“…It can be seen that with an increase in the tempering temperature, the value of the CPD decreases. [19][20][21][22] has a CPD greater than tempering martensite, tempering troostite, and perlite-cementite structure (Fig. 5).…”

Interaction of Ferromagnetically Ordered Clusters with Dislocations in Austenite and Twinning

“…Both of these deformation processes take place with the participation of dislocations. The problem of describing the martensitic embryo formation mechanism was not posed, since there are a large number of scientific works on this subject [2][3][4][5][6][7][8][9]. One thing is clear that dislocations play an essential role in most theories.…”