ОЦЕНКА КРИТИЧЕСКОГО РАЗМЕРА ЗЕРНА ПРИ γ-α МАРТЕНСИТНОМ ПРЕВРАЩЕНИИ С АТЕРМИЧЕСКОЙ МАКРОКИНЕТИКОЙ НА ПРИМЕРЕ СИСТЕМЫ FE-NI-CR

Rok vydání: 2017
Předmět:
DOI: 10.24411/1683-805x-2017-00067
Popis: Для реконструктивных мартенситных превращений известен факт существования критического размера зерна Dс: при диаметрах зерен D аустенита меньших Dс превращение подавляется при охлаждении вплоть до температуры абсолютного нуля. В случае атермической макрокинетики кристаллы мартенсита рассекают связные (свободные от границ) объемы аустенита. Подобная особенность позволяет при обработке результатов использовать модели фрактального типа. Показано, что симметричная модель ортогонального сочленения кристаллов мартенсита, развитая для оценки доли образовавшегося мартенсита в случае монокристаллических образцов, может быть использована и в случае исходного поликристаллического образца с известным распределением по размерам зерен аустенита. Приводится пошаговый алгоритм теоретической оценки Dс в предположении, что формирование каждого последующего поколения кристаллов мартенсита начинается в связных объемах остаточного аустенита, имеющих наибольшие размеры. При совпадении накапливаемого в ходе расчета значения доли мартенсита с наблюдаемым результирующим значением подсчет останавливается, а в качестве Dс принимается размер наибольшего из непревратившихся связных объемов остаточного аустенита. Подробно анализируются результаты для образца сплава Fe 29.96 % Ni 1.83 % Cr, в котором объемная доля самых крупных зерен (с размерами D » 310-315 мкм) составляла около 58 % и по мере охлаждения фиксировалось 4 автокаталитических «взрыва», соответствующих в основном поколениям мартенситных кристаллов, ассоциирующихся с областями аустенита, связанными с превращениями исходных крупных зерен. Доля мартенситных кристаллов определялась по приросту намагниченности и рентгенографически. При интегральной доле мартенсита »70 % расчет дает оценку Dc » 25.44 мкм.
The existence of the critical grain size Dс for reconstructive martensitic transformations implies that at austenite grain diameters D smaller than Dс the transformation is suppressed during cooling down to absolute zero temperature. In the case of athermal macrokinetics, martensite crystals split connected (free from boundaries) volumes of austenite. This feature allows the use of fractal type models for the processing of results. It has been shown that the symmetric model of orthogonal coupling of martensite crystals, developed to estimate the amount of formed martensite in single-crystal samples, can also be applied for the initial polycrystalline sample with a known austenite grain size distribution. A step-by-step algorithm for the theoretical estimation of Dс is proposed under the assumption that the formation of each succeeding generation of martensite crystals begins in the largest connected residual austenite volumes. If the accumulated calculated value of the martensite fraction coincides with the observed resultant value, the count is stopped, and the size of the largest of the connected untransformed residual austenite volumes is taken as Dс. A detailed analysis of results is carried out for a sample of the alloy Fe 29.96 % Ni 1.83 % Cr in which the volume fraction of the largest grains (of size D » 310-315 mm) was approximately 58 % and four autocatalytic “bursts” were detected during cooling; the bursts corresponded mainly to the generations of martensite crystals associated with the austenite regions related to the transformation of the initial coarse grains. The amount of martensite crystals was determined by the increase in magnetization and by X-ray diffraction. With the cumulative fraction of martensite »70%, the calculated estimate Dc » 25.44 mm.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: