Структурное Состояние Мартенсита И Остаточного Аустенита В Углеродистых Сталях После Закалки В Магнитном Поле

Abstract

Исследованы углеродистые стали после обычной закалки и закалки в магнитном поле от различных температур аустенитизации. Проведены структурный и рентгеновский анализы сталей. Установлено концентрационное расслоение мартенсита по углероду после обычной закалки с образованием слаботетрагонального κ-мартенсита, количество которого уменьшается с повышением температуры закалки и концентрации углерода в сталях. Наложение магнитного поля при закалке увеличивает объемную долю κ-мартенсита, повышает дисперсность структуры стали, уменьшает период решетки и количество остаточного аустенита (при увеличении в нем напряжений из-за более сильного давления жесткого мартенситного "каркаса"). Сделано заключение о целесообразности проведения закалки в магнитном поле, обеспечивающей больший запас пластичности и максимальную прочность сталей при более низких температурах отпуска.

Stress Martensite Nucleation in a State of Premartensitic Lattice Instability

“…Можно предположить следующий сценарий развития мартенситного превращения. Выше точки М н в γ-фазе существуют области с ферромагнитным упорядочением [15]. Если в этих местах или вблизи них происходит наложение волн атомных смещений, то, при наличии внешнего магнитного поля, вынужденная магнитострикция способна в таких условиях воздействовать на поля упругих сил в кристаллической решетке и понижать энергетический барьер для образования критического зародыша мартенсита.…”

“…Появление этого пика при охлаждении указывает на приближение сверхпластичного состояния аустенита. Воздействие внешнего магнитного поля усиливает магнитное расслоение аустенита [8], способствуя увеличению количества и размеров ферромагнитных нанокластеров[15], что и вызывает сдвиг данного пика к более высоким температурам. В локальных областях с однонаправленными спинами возникают анизотропные поля, вносящие упругие искажения из-за того, что энергия намагничиванияя отличается по разным направлениям.…”

“…Можно утверждать, что наложение магнитного поля в температурном диапазоне сверхпластичности приводит к образованию мартенсита напряжения выше известной для данной стали точки старта превращения в результате вынужденной магнитострикции в нанообластях с ближним магнитным порядком в аустените. Возникающие при этом в аустенитной матрице напряжения составляют около 10 МПа[15], что в условиях неустойчивости кристаллической решетки способствует запуску фазовой реакции.…”

Циклическая Термическая Обработка Стали В Магнитном Поле

“…Параллельно проводили контрольную циклическую обработку по тому же режиму, но без поля, а также нормализацию после нагрева до 920°С с выдержкой 30 мин, обеспечивающей получение зерна того же размера, что при циклической обработке. [2] Таким образом изучалось влияние внешнего магнитного поля в процессе аустенитизации при циклическом нагреве, т. е. в условиях, когда имеют место магнитострикционные и термострикционные изменения объема (армко-железо) и одновременно фазовый наклеп (сталь 40Х).…”

Структурные Особенности Перлитного Превращения В Магнитном Поле

“…в объеме аустенитного зерна флуктуационно образуются и аннигилируют кластеры с параллельной ориентацией магнитных моментов («рои» спинов). Эти флуктуационные кластеры дальнего ферромагнитного порядка имеют концентрацию и время релаксации, прямо зависящие от действия магнитного поля [3,4]. Наличие таких несовершенств магнитной природы приводит к локальной анизотропной деформации атомной решетки и снижает в этих микрообъемах энергию образования зародыша критического размера.…”