Мартенсит является пересыщенным твердым раствором углерода в а-Ре. Концентрация растворенного в нем углерода и легирующих элементов такая же, как и в исходном аустените.

В соответствии с определением Г. В. Курдюмова, отличительной особенностью образования мартенсита является сдвиговый механизм фазового превращения, для которого характерно упорядоченное, взаимосвязанное перемещение атомов на расстояния, меньшие межатомных, без обмена атомов местами таким образом, что соседи любого атома в исходной фазе остаются его соседями в новой мартенситной фазе. Следствием упорядоченности процесса является малая энергия активации зарождения и роста кристаллов мартенсита, не превышающая 4,17 кДж/моль [35].

Большая часть существующих гипотез основана на представлении о гетерогенном зарождении мартенсита внутри зерен аустенита в участках, обедненных углеродом. Исследования последних лет позволяют сделать заключение о том, что в этих участках до начала мартенситного превращения возникают особые структуры— области с ближним порядком смещений и аномальным распределением упругих свойств. Это подтверждают данные о эмиссии звука, предшествующей мартенситному превращению и свидетельствующей о протекании подготовительных процессов в аустенитной матрице [12].

В общем случае для мартенситного превращения характерна многоступенчатость. Различают атермическое, взрывное и полностью изотермическое мартенситные превращения. Атермическое превращение реализуется в углеродистых и легированных сталях с температурой начала мартенситного превращения Мн выше 100° С; взрывное — в сплавах систем Ре—N1 и Бе—№—С с Мн ниже нормальной; полностью изотермическое превращение наблюдается в сплавах систем Ре—N1—Мп и Ре—№—С» с Ма также ниже нормальной [52].

Поскольку в конструкционных сталях реализуется атермиче-ская кинетика образования мартенсита, то важным является вопрос о зависимости Мп от интенсивности охлаждения. Полагают, что при изменении скорости охлаждения до 600 °С/с, т. е. при условиях, характерных для реальных процессов термообработки и сварки, значения температуры 7ИН углеродистых и низколегированных сталей практически не изменяются.

Кристаллы мартенсита в аустените средне- и высокоуглеродистых сталей растут со скоростью, достигающей 109 мкм/с [48]. Кристаллическая решетка мартенсита является объемно-центрированной, тетрагональной. Тетрагональность возрастает с увеличением содержания углерода в твердом растворе. Мартенсит образуется внутри аустенитного зерна. Все препятствия движению дислокаций (границы зерен, включения, карбиды) уменьшают размер мартенситных кристаллов.

В мелком исходном аустенитном зерне образуются дисперсные кристаллы мартенсита, строение которых не выявляется с помо-80

шью светового микроскопа. Такой мартенсит называют бесструктурным или гарденитом.с

Различают две морфологические разновидности мартенсита, отличающиеся строением кристаллов, ^убструктурой, а также плоскостью габитуса—пластинчатый й'' реечный мартенсит [35,

Пластинчатый мартенсит (в литераторе его также называют игольчатым, высоколегированным, низкотемпературным, двой-никованным, многонаправленным) обргдется преимущественно в средне- и высоколегированных сталяэР(

Ширина пластин мартенсита 2—3 мк* . Субструктура пластинчатого мартенсита характеризуется наличием мидриба. Мидриб представляет собой область с плотным рэ ^положением параллельных тснких двойниковых прослоек толщ ной аг Ю-4 до 10~2 мкм.

Внутри двойникованных кристалло плотность дислокаций достигает 1011 см-2, а по обе стороны с ■ мидриба не превышает 10го см-2 [48]. Скорость роста кристал^в пластинчатого мартенсита достигает 1010 мкм/с.^.

Реечный мартенсит (в литературе erf также называют пакетным, массивным, дислокационным, ни делегированным, ячеистым, бездвойниковым, высокотемперат; рным, ненаправленным) образуется в закаленных малоуглеродистых низко- и средне-легированных сталях.'

Кристаллы реечного мартенсита име^х форму реек, вытянутых в направлении П1)а ~ II (0П)Г Р^йки объединяются в пакеты, причем в одном бывшем зерне' аустенита, по данным В. И. Изотова, может быть несколько ) акетов (3—10). Границы между рейками представляют собой ди локационные сетки. Реечный мартенсит характеризуется высокой плотностью дислокаций, достигающей 1012 см-2 [48]. Шир* на реечных кристаллов в пакете составляет примерно 0,1—0,3 Гжм. Она практически не зависит от скорости охлаждения при '|е изменении от 200 до 20000 °С/с.4

Типичное отношение размеров пласт1 н 1 : 7 : 30, т. е. длина превышает ширину в 4—5 раз (по данными. И. Изотова). Скорость роста кристаллов реечного мартенсита1 не превышает 10 мкм/с (по данным Г. В. Коротушенко).i

Полагают, что ведущую роль в обр; ювании реечного мартенсита, особенно на первых стадиях у - аЛерехода, играет дополнительная деформация скольжения, а в of азовании пластинчатого мартенсита—дополнительная деформаАя двойникования [48]. Поскольку с переохлаждением аустенита сопротивление скольжению интенсивно возрастает и превышает сопротивление двойни: кованию, то при этом реализуются условия, способствующие подавлению образования реечного мартенсита и активизаций процесса образования пластинчатого мартенсита. Соответственное влияние оказывает и увеличение содержания углерода в стали.J