Погода в Санкт-Петербурге | Pogoda78.ru
Задачи по диаграммам состояния железо – углерод
Задачи по диаграммам состояния железо – углерод
1. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,1% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
2. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,2% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
3. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,25% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
4. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,3% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
5. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,33% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
6. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,35% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
7. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,4% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
8. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,5% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
9. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 0,8% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
10. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 1,2% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
11. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 1% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
12. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 4% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
13. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения для сплава, содержащего 2,3% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
14. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагрева для сплава, содержащего 2,3% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
15. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагрева для сплава, содержащего 0,2% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
16. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагрева для сплава, содержащего 0,35% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
17. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагрева для сплава, содержащего 0,45% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
18. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагрева для сплава, содержащего 5% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
19. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагрева для сплава, содержащего 3,7% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
20. Вычертите диаграмму состояния железо – цементит, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую нагрева для сплава, содержащего 3,43% углерода. Какова равновесная структура этого сплава при комнатной температуре и как такой сплав называется?
Методические указания. Изучите диаграмму состояния сплавов железо-углерод, а также состав и свойства основных структур: феррит
Изучите диаграмму состояния сплавов железо-углерод, а также состав и свойства основных структур: феррит, цементит, аустенит, перлит и ледебурит. Структуры, указанные на диаграмме, получаются при медленном охлаждении железоуглеродистых сплавов. Сплавы, лежащие левее точки Е (см. диаграмму железо-углерод), с содержанием углерода до 2,14%, относятся к сталям, а сплавы, лежащие правее точки Е, т.е. содержащие углерода более 2,14% (до 6,67% углерода), относятся к чугунам. Стали делятся на доэвтектоидные с содержанием углерода менее 0,8% (точка S на диаграмме) и заэвтектоидные с
содержанием углерода более 0,8% (до 2,14%).
Изучите классификацию углеродистых сталей и твердых сплавов, свойства этих материалов. Ознакомьтесь с примерами их маркировки и применения в автотракторном и сельскохозяйственном машиностроении.
Чугуны делятся на доэвтектические с содержанием углерода до 4,43%, эвтектические, имеющие в своем составе углерода 4,43% (точка С на диаграмме) и заэвтектические, которые содержат углерода более 4,43%.
При изучении этой темы следует иметь в виду, что чугун является основным исходным материалом для получения стали. Вместе с тем чугун — наиболее распространенный литейный сплав, широко применяемый для чугунного литья в изделиях машиностроения и строительства.
По назначению и химическому составу чугуны доменной плавки подразделяются на передельные, литейные и специальные. Чугуны, как конструкционный материал для изделий машиностроения, подразделяются в зависимости от состояния углерода в сплаве, степени его графитизации, ферритно-перлитовой структуры, а также химического состава, особых свойств и назначения на белые, серые, ковкие и высокопрочные.
Изучите по диаграмме структуры перечисленных групп сталей и чугунов в диапазоне различных температур, указанных на диаграмме. Твердое знание диаграммы железо-углерод и структурных составляющих железоуглеродистых сплавов является основой для дальнейшего понимания физикомеханических свойств сталей и чугунов. Диаграмма железо- углерод имеет практическое применение при термической обработке железоуглеродистых сплавов, обработке давлением, сварке.
Вопросы для самопроверки
1 По диаграмме железо-углерод определите строение сплава, содержащего 0,2% углерода при температурах 1600°, 1200°, 800° и 20°С.
2 Пользуясь диаграммой состояния сплавов железо-углерод, определите строение сплава с содержанием 3,5% углерода при температурах 20°, 740°, 1150° и 1300°С.
3 Что такое феррит, цементит, ледебурит?
4 Укажите структурные составляющие доэвтектоидных, эвтектоидных и заэвтектоидных сталей.
5 Укажите структурные составляющие доэвтектических эвтектических и заэвтектических чугунов.
6 Чем отличаются стали от чугунов?
7 Что такое критическая скорость охлаждения?
8 Что представляют собой структуры стали: аустенит,
перлит, сорбит, троостит и мартенсит?
9 Какова технология получения ковкого чугуна. Приведите примеры марок и их применения.
10 Какова технология получения высокопрочного чугуна.
Приведите примеры марок и их применения.
11 Какова технология получения серого чугуна. Приведите примеры марок и их применения.
Диаграмма состояния «железо — углерод»
Компонентами железоуглеродистых сплавов являются железо, углерод и цементит:
Железо
Железо – d-переходный металл серебристо-светлого цвета. Температура плавления – 1539° С. Удельный вес равен 7,86 г/см3. Наиболее существенной особенностью железа является его полиморфизм. В твердом состоянии железо может находиться в двух модификациях - α и γ. Полиморфные превращения происходят при температурах 911° С и 1392° С. При температуре ниже 911° С и выше 1392° С существует Feα (или α-Fе) с объемно-центрированной кубической решеткой. В интервале температур 911…1392° С устойчивым является Feγ (или γ-Fе) с гранецентрированной кубической решеткой. При превращении α→γ наблюдается уменьшение объема, так как решетка γ-Fе имеет более плотную упаковку атомов, чем решетка α-Fе. При охлаждении во время превращения γ→α наблюдается увеличение объема. В интервале температур 1392…1539° С высокотемпературное Feα называют Feδ. Высокотемпературная модификация Feα не представляет собой новой аллотропической формы.
При температуре ниже 768° С железо ферромагнитно, а выше – парамагнитно. Точку 768° С, соответствующую магнитному превращению, т.е. переходу из ферромагнитного состояния в парамагнитное называют точкой Кюри. Модификация Feγ парамагнитна.
Железо технической чистоты обладает невысокой твердостью (80 НВ) и прочностью (временное сопротивление – σв=250 МПа, предел текучести – σт=120 МПа) и высокими характеристиками пластичности (относительное удлинение – δ=50 %, а относительное сужение – ψ=80 %). Свойства могут изменяться в некоторых пределах в зависимости от величины зерна. Железо характеризуется высоким модулем упругости, наличие которого проявляется и в сплавах на его основе, обеспечивая высокую жесткость деталей из этих сплавов.
Железо со многими элементами образует растворы: с металлами – растворы замещения, с углеродом, азотом и водородом – растворы внедрения.
Углерод
Углерод относится к неметаллам. Обладает полиморфным превращением, в зависимости от условий образования существует в форме графита с гексагональной кристаллической решеткой (температура плавления – 3500° С, плотность – 2,5 г/см3) или в форме алмаза со сложной кубической решеткой с координационным числом равным четырем (температура плавления – 5000° С).
В сплавах железа с углеродом углерод находится в состоянии твердого раствора с железом и в виде химического соединения – цементита (Fe3C), а также в свободном состоянии в виде графита (в серых чугунах).
Цементит
Цементит (Fe3C) – химическое соединение железа с углеродом (карбид железа), содержит 6,67 % углерода. Более точные исследования показали, что цементит может иметь переменную концентрацию углерода. Однако в дальнейшем, при разборе диаграммы состояния, сделаем допущение, что Fе3С имеет постоянный состав. Кристаллическая решетка цементита ромбическая, удельный вес 7,82 г/см3 (очень близок к удельному весу железа). При высоких температурах цементит диссоциирует, поэтому температура его плавления неясна и проставляется ориентировочно – 1260° С. Аллотропических превращений не испытывает. Кристаллическая решетка цементита состоит из ряда октаэдров, оси которых наклонены друг к другу. При низких температурах цементит слабо ферромагнитен, магнитные свойства теряет при температуре около 210° С. Цементит имеет высокую твердость (более 800 НВ, легко царапает стекло), но чрезвычайно низкую, практически нулевую, пластичность.
Цементит способен образовывать твердые растворы замещения. Атомы углерода могут замещаться атомами неметаллов: например, азотом; атомы железа – металлами: марганцем, хромом, вольфрамом и др. Такой твердый раствор на базе решетки цементита называется легированным цементитом.
Если графит является стабильной фазой, то цементит – это метастабильная фаза. Цементит – соединение неустойчивое и при определенных условиях распадается с образованием свободного углерода в виде графита. Этот процесс имеет важное практическое значение при структурообразовании чугунов.
Фазы в системе "железо-углерод"
В системе железо – углерод существуют следующие фазы: жидкая фаза, феррит, аустенит, цементит, графит.
Жидкая фаза
Жидкая фаза. В жидком состоянии железо хорошо растворяет углерод в любых пропорциях с образованием однородной жидкой фазы.
Феррит
Феррит (Ф, α)- твердый раствор внедрения углерода в α-железе (от латинского слова ferrum – железо). Различают низкотемпературный феррит с предельной растворимостью углерода 0,02 % при температуре 727° С (точка P) и высокотемпературный δ-феррит (в интервале температур 1392…1539° С) с предельной растворимостью углерода 0,1 % при температуре 1499° С (точка J).
Свойства феррита близки к свойствам железа. Он мягок (твердость – 80 - 130 НВ, временное сопротивление – σв=300 МПа) и пластичен (относительное удлинение - δ=50 %), магнитен до 768° С.
Под микроскопом феррит выглядит как светлые полиэдрические зерна. В сталях может существовать в виде сетки (разной толщины, в зависимости от содержания углерода), зерен (малоуглеродистые стали), пластин или игл (видманштетт).
Аустенит в сталях
Аустенит (А, γ) – твердый раствор внедрения углерода в γ–железо (по имени английского ученого Р. Аустена). Углерод занимает место в центре гранецентрированной кубической ячейки. Предельная растворимость углерода в γ -железе 2,14 % при температуре 1147° С (точка Е). Аустенит имеет твердость 180 НВ, пластичен (относительное удлинение – δ=40…50 %), парамагнитен. При растворении в аустените других элементов могут изменяться свойства и температурные границы существования. Под микроскопом выглядит как светлые полиэдрические зерна с двойниками.
Цементит – формы существования
В железоуглеродистых сплавах присутствуют фазы: цементит первичный, цементит вторичный, цементит третичный. Химические и физические свойства этих фаз одинаковы. Влияние на механические свойства сплавов оказывает различие в размерах, количестве и расположении этих выделений. Цементит первичный выделяется из жидкой фазы в виде крупных пластинчатых кристаллов. Цементит вторичный выделяется из аустенита и располагается в виде сетки вокруг зерен аустенита (при охлаждении – вокруг зерен перлита). Цементит третичный выделяется из феррита и в виде мелких включений располагается у границ ферритных зерен.
Поскольку углерод в сплавах с железом встречается в виде цементита и графита, существуют две диаграммы состояния, описывающие условия равновесия фаз в системах железо - цементит и железо - графит. Первая диаграмма (Fе — Fе3С) называется цементитной (метастабильная), вторая (Fе - С) - графитной (стабильная). Оба варианта диаграммы приводятся вместе в одной системе координат: температура - содержание углерода. Диаграмма состояния системы железо - углерод построена по результатам многочисленных исследований, проведенных учеными ряда стран. Особое место среди них занимают работы Д.К. Чернова. Он открыл существование критических точек в стали, определил их зависимость от содержания углерода, заложил основы для построения диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов в ее нижней, наиболее важной части.
Буквенное обозначение узловых точек в диаграмме является общепринятым как в России, так и за рубежом.
Диаграмма состояния железо-углерод
Имеющиеся во всех областях диаграммы фазы видны на рисунке. Значение всех линий указано в таблице.
Ликвидус по всей диаграмме проходит по линиям АВ, ВС, СD; солидус - по линиям АН, НJ, JЕ, ЕСF. Сплавы железа с углеродом обычно делят на стали и чугуны. Условной границей для такого деления является 2,14 % С (точка E). Сплавы, содержащие углерода менее 2,14 %, относятся к сталям, более 2,14 % - к чугунам.
Температуры, при которых происходят фазовые и структурные превращения в сплавах системы железо – цементит, т.е. критические точки, имеют условные обозначения. Обозначаются буквой А. В зависимости от того, при нагреве или при охлаждении определяется критическая точка, к букве А добавляется индекс с (от слова chauffage – нагрев) при нагреве и индекс r (от слова refroidissement – охлаждение) при охлаждении с оставлением цифры, характеризующей данное превращение.
Таким образом, например, нагрев доэвтектоидной стали выше соответствующей точки на линии GS обозначается как нагрев выше точки АС3. При охлаждении же этой стали первое превращение должно быть обозначено как Аr3, второе (на линии РSК) - как Аr1.
Другие структурные составляющие в системе "железо-углерод"
Кроме компонентов и фаз в системе сплавов "железо-углерод" присутствуют другие структурные составляющие - перлит и ледебурит
Перлит
Перлит - эвтектоид, механическая смесь феррита и цементита, полученная в результате распада аустенита при охлаждении сплавов ниже 727° С. При медленном охлаждении перлит присутствует во всех сплавах с концентрацией углерода от 0,02 до 6,67%. Под микроскопом перлит может выглядеть либо как пластины, либо как зерна - зернистый перлит. Его вид, также как и механические свойства, зависит от скорости охлаждения сплава и вида его термической обработки
Ледебурит в сталях
Ледебурит - эвтектика, механическая смесь аустенита и цементита, выделяющаяся из жидкости при охлаждении сплавов ниже 1147° С. Принципиальное отличие эвтектикой составляющей от эвтектоидной заключается в том, что первая выделяется из жидкости, а вторая из твердого раствора, в случае железоуглеродистых сплавов - из аустенита. Название данная структурная составляющая получила в честь имени немецкого ученого-металлурга Ледебура.
Узловые критические точки диаграммы состояния системы железо-углерод
Узловые критические точки диаграммы железо-углерод
Значение линий диаграммы состояния системы железо-углерод
Значения линий на диаграмме железо-углерод
Всякая диаграмма состояния показывает условия равновесного сосуществования фаз во взятой системе компонентов.
Полное физико-химическое равновесие между фазами может быть достигнуто только в специальных лабораторных условиях, а на практике некоторым приближением к этому состоянию может быть случай чрезвычайно медленного охлаждения или нагрева сплава с весьма длительными выдержками во времени при любых искомых температурах.
Новости металлургии
alt="Расписание международных выставок в сфере металлургии на 2022-2023 г" width="80" height="80" />
Крупнейшие мировые выставки в сфере металлургии на 2022-2023 г
Специализированные выставки в сфере металлообработки и металлургии позволяют изучить новые тенденции рынка, а также, что.
alt="Ржавчина: методы удаления" width="80" height="80" />
Очистка изделий из металла: простые советы
В быту мы сталкиваемся с огромным количеством металлических изделий, а точнее с различными сплавами.
alt="О сертификации оборудования" width="80" height="80" />
Какое оборудование подлежит сертификации?
Оборудованием называют совокупность аппаратов, машин, устройств, приспособлений, предназначенных для выполнения определенного перечня функций. Применяется.
alt="Поиск и добыча полезных ископаемых" width="80" height="80" />
Начало и конец поиска месторождений полезных ископаемых
Поиском полезных ископаемых люди стали заниматься с тех пор, как зародилась идея повышать качество.
/>
Газорезка – эффективный способ резки металлических изделий
Сегодня большое распространение получили изделия из металлопроката. Они повсеместно используются в строительстве и в.
/>
Расписание конференций по металлургии и обработке металлов на 2019/2020 годы
Анонсируем выставки и конференции по металлургии и обработке металлов которые запланированы на 2019-2020 годы.
Научный форум dxdy
Вопрос про диаграмму состояния системы железо-углерод
Последний раз редактировалось Pphantom 11.06.2018, 22:55, всего редактировалось 1 раз.
Разглядываю диаграмму состояния системы железо-углерод (картинка из википедии, в большем масштабе по ссылке)
По вертикальной оси отложена температура, по горизонтальной массовая концентрация углерода.
Правый край диаграммы это чистый цементит, $" />. Считаю для него массовую концентрацию углерода. --- сходится. Правый край таблицы заканчивается как раз на 6.67%
Про аустенит, обозначенный буквой , в той же википедии читаю: Атомы углерода занимают место в центре гранецентрированной кубической ячейки. В гранецентированной решётке на каждую элементарную ячейку получается по четыре атома железа. Если в центр каждой элементарной ячейки поместить по одному атому углерода, то массовая концентрация углерода была бы . Смотрим на диаграмму. Точка E соответствует концентрации углерода 2.06%, а вовсе не 5.08% как можно было бы ожидать.
Не очень понятно, почему так рано заканчивается ромбик -фазы. Есть для этого какое-то простое объяснение?
Первое, что в голову приходит, что из атомов углерода должна получаться сверхрешётка. Что не в каждой элементарной ячейке они сидят, а, например, в тех которые соседи по граням, а в диагональных соседях их нет. Но (если я нигде не ошибся), в этом случае получается равное количество пустых элементарных ячеек и ячеек с углеродом. Таким образом в этом случае один атом углерода приходится на 8 атомов железа и массовая концентрация углерода 2.6%, а не 2.06% Иными словами, всё равно не сходится. Примерно сходится, если взять десять атомов железа. Но как они при этом расположены, чтобы получилось что-то регулярное, непонятно. Если же они расположены нерегулярно, непонятно почему больше не помещается.
Поскольку ни кто из близких к химии не ответил, попробую я. Аустенит это твердый раствор внедрения. Это значит, что примесь (углерод) садится не в узлы решетки, а в междоузлие. В этом случае происходит искажение решетки и увеличивается свободная энергия подрешетки железа. Начиная с некоторой концентрации примеси становится энергетически выгодно разделить фазы, и углерод начинает образовывать графитовые включения - получается чугун. Точка разделения фаз для твердых растворов внедрения обычно порядка 10 атомных процентов (1 атом примеси на 10 атомов основного вещества). Примерно так в аустените и получается. Такой твердый раствор имеет жалкое подобие кристаллической решетки, жутко дефектной и перекособоченной, а картинка с углеродом в центре ячейки железа - сильная идеализация. amon спасибо. Наверное так и надо про аустенит думать. Про графитовые включения только хочу дополнить --- я уже целый день эту диаграмму разглядывал и почитал про неё немного. Там есть два варианта, метастабильный, с фазой $" /> и стабильный, когда железо и углерод образуют отдельные фазы. На графике они сплошными и штриховыми линиями обозначены.Последний раз редактировалось GraNiNi 12.06.2018, 21:16, всего редактировалось 2 раз(а).
Смотрим на диаграмму. Точка E соответствует концентрации углерода 2.06%, а вовсе не 5.08% как можно было бы ожидать.
Не очень понятно, почему так рано заканчивается ромбик -фазы. Есть для этого какое-то простое объяснение?
непонятно почему больше не помещается.
Дело в том, что размер пустоты (поры) внутри г.ц.к. решетки -железа несколько меньше атома углерода, поэтому внедряемый атом углерода искажает решетку (распирает ее), в результате чего ближайшие пустоты соседних ячеек уменьшаются и уже становятся недоступны для новых атомов углерода.
Таким образом, в среднем, углерод может заполнить только около 2% (2,06%, или 2,14% - по другим источникам).
Спрошу здесь же. Точнее, сначала перескажу своими словами, что усвоил из википедии.
Мартенситный переход это то самое что происходит при закалке. Со структурной точки зрения перестроение аустенитной решётки. В отличие от других процессов диффузия здесь не принимает участия. Происходит такое перестроение с большой скоростью, до тысячи метров в секунду. В результате получается пересыщенная углеродом -фаза. Не знаю говорят про неё тоже что она метастабильная или нет.
И в то же время есть температура начала мартенситного превращения и есть температура окончания, то есть оно происходит в некотором температурном диапазоне. Как это сочетается?
Механизм, как я себе представляю "на пальцах", структурное перестроение отдельных кристаллитов аустенита, которое частично "разгружает", снимает напряжение с остального объёма металла, и другие кристаллиты при более низкой температуре претерпевают аналогичный переход. Правильно?
Последний раз редактировалось GraNiNi 13.06.2018, 13:35, всего редактировалось 2 раз(а).
Если имеется ввиду мартенситное превращение, то о снятии напряжений говорить не приходится, наоборот, именно напряжения, возникающие при быстром охлаждении (сжатие) и являются пусковым механизмом в результате которого и происходят превращения в кристаллической решетке металла.
При этом решетка -железа, характерная для аустенита, превращается в решетку -железа по, так называемому, сдвиговому механизму.
В литературе иногда говорят, что это происходит "мгновенно", но это не физично - просто скорость превращения очень велика и определяется скоростью передачи деформации в стали, то есть сравнима со скоростью звука в ней.
При таких больших скоростях, углерод, содержащийся в аустените, не успевает. как это происходит при обычном перлитном превращении, прихватив с собой три атома железа, выделится в виде цементита, и "застревает" в возникших тетрагональных кристаллах. Это мы уже в дебри полезли. Мартенситный переход это переход из фазы в фазу кристаллической решетки железа. При этом из-за наличия углерода в более-менее случайных местах существуют флуктуации механических напряжений. В результате температура перехода в разных местах оказывается чуть разная. Образуются зародыши новой фазы и границы зерен старой и новой фаз. Дальше процесс определяется движением границ этих самых зерен. Поэтому процесс перехода растягивается по температуре. Сначала образуются зародыши стабильной фазы, потом происходит рост зерен одной фазы в другой, и т.д. Осложняется это тем, что энергетически выгоднее углероду не торчать черт знает где в чужеродной решетке, а образовать кристалл карбида железа, но для этого углероду надо куда-то продиффундировать. Поэтому результат зависит еще и от скорости охлаждения, что приводит к затейливой процедуре закалки стали, в результате которой из одного и того же расплава можно получить совсем разные материалы.
Да, в отличие от превращения аустенита в перлит, для образования мартенсита недостаточно простого снижения температуры ниже метастабильного равновесия аустенит-мартенсит, то есть когда энергетически более выгодно превращение аустенита в мартенсит, а нужно поддерживать ее непрерывное падение, сохраняя определенное переохлаждение (разность температур).
Считается, что это переохлаждение нужно для запаса свободной энергии и накопления внутренних напряжений.
Если, например, остановить падение температуры, то остановится и мартенситное превращение, при возобновлении падения температуры - оно продолжится тоже (правда с определенными оговорками).
amon , GraNiNi спасибо!
Вот что пишут в БСЭ про мартенсит:
Ещё нашёл такую красивую картинку (здесь):
И ещё сайт, где много фотографий микроструктуры с пояснениями здесь Одну утащу сюда, остальное читайте по ссылке. "Сталь 45" означает что массовое содержание углерода 0.45% "Эвтектика" --- точка C на диаграмме. "Сталь 65Г" означает что 0.65% углерода и марганец в количестве до 1%.
Ещё мне помогла фраза прочитанная в википедии, что вся разница между фазами с красивыми названиями состоит в микроструктуре.
В дебрях самое интересное
Кстати, насколько я знаю до сих пор нет простого способа понять, сколько какой фазы в стали получилось. Только под микроскопом разглядывать.