Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Влияние многократных мартенситных ГЦК=ГПУ переходов и других видов термических воздействий на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки Сизова Татьяна Леонидовна

Влияние многократных мартенситных ГЦК=ГПУ переходов и других видов термических воздействий на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки
<
Влияние многократных мартенситных ГЦК=ГПУ переходов и других видов термических воздействий на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки Влияние многократных мартенситных ГЦК=ГПУ переходов и других видов термических воздействий на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки Влияние многократных мартенситных ГЦК=ГПУ переходов и других видов термических воздействий на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки Влияние многократных мартенситных ГЦК=ГПУ переходов и других видов термических воздействий на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки Влияние многократных мартенситных ГЦК=ГПУ переходов и других видов термических воздействий на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки Влияние многократных мартенситных ГЦК=ГПУ переходов и других видов термических воздействий на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки Влияние многократных мартенситных ГЦК=ГПУ переходов и других видов термических воздействий на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Сизова Татьяна Леонидовна. Влияние многократных мартенситных ГЦК=ГПУ переходов и других видов термических воздействий на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки : ил РГБ ОД 61:85-1/2442

Содержание к диссертации

Введение

Глава I.ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 12

1.1. Мартенситное превращение,, природа и его особенности 12

1.2. Кристаллические решетки мартенситных фаз 14

1.3. Взаимосвязь энергии дефектов упаковки с титаном мартенситного превращения 17

1.4. Особенности мартенситного. превращения в сплавах

с энергией дефектов упаковки" 18

1.4.1. Механизм перестройки при ГЦК — ГПУ и. ОВД — ГПУ превращениях 20

1.4.2. Многослойные мартенситные структуры роль дефектов упаковки при; их образовании; 24

1.5. Политипизм Иі ОД структуры 30

1.6. Мартенситные политипы в системах на основе, кобальта 34

1.7. Мартенситные многослойные структуры в сплашах Ре-Мп-С 36

1.8. Влияние фазового наклепа на структуру и некоторые свойства; в сплавах с высокой и; низкой энергией дефектов упаковки 39

1.8.1. Фазовый наклеп в сплавах с высокой ЭДУ 40

1.8.2. Влияние фазового наклепа, в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки 47

1.9. Теория политипов 54

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА 58

2.1. Выплавка сплавов и приготовление образцов 58

2.2. Рентгеновский- метод исследования 58

2.2.1. Методика расчета многослойных политипных структур 60

2.2.2. Определение симметрии решетки мартенситных структур 61

2.2.3. Определение параметров кристаллической решетки: многослойных структур 70

2.2.4. Определение координат атомов элементарной ячейки 72

2.2.5. Вычисление величины структурного фактора многослойных решеток 74

Глава 3. ВЛИЯНИЕ МНОГОКРАТНЫХ МАРТЕНСИТНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ НА КРИСТАЛЛИЧЕСКУЮ СТРУКТУРУ МАРТЕНСИТА В ЧИСТОМ КОБАЛЬТЕ, В ДВОЙНЫХ СПЛАВАХ КОБАЛЬТА С НЕОГРАНИЧЕННОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ ЛЕГИРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА 77

3.1. Изменение кристаллической структуры и свойств Со в результате многократных ГПУ переходов 77

3.2. Влияние многократных мартенситных переходов на кристаллическую структуру мартенситш в сплавах Со-Мп, Co-N/ 85

3.3. Система, Со-Мп 87

3.4. Влияние: многократных мартенситных переходов на. кристаллическую структуру мартенсита в сплавах Co-Fe 87

3.5. Влияние углерода и меди на кристаллическую структуру мартенсита; в сплавах Со-Рез после закалкиї фазового наклепа 92

Глава 4. ВЛИЯНИЕ; ФАЗОВЫХ ГЦК и: ГПУ ПЕРЕХОДОВ, ЗАКАЛКИ НА КРИСТАЛЛИЧЕСКУЮ СТРУКТУРУ МАРТЕНСИТА В СИСТЕМЕ (ВНЕДРЕНИЯ) Со-С. 98

4.1. Многослойные; структуры в системе: Со-С после резкой закалки ... 100

4.2. Влияние многократных ГЦК zs ГПУ переходов на кристаллическую структуру мартенсита 103

Глава 5. ОСОБЕННОСТИ МАРТЕНСИТНОГО; ПРЕВРАЩЕНИЯ В КОБАЛЬТОВЫХ СПЛАВАХ С ОГРАНИЧЕННОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ ЛЕГИРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА (СИСТЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ Со-Та, Co-Nb ). Ш

5.1. Мартенситное превращение в сплавах Со-Та, подвергнутых закалке, старению: и многократным мартенситным переходам III

5.1.1. Расчет кристаллической решетки* od- мартенсита... 120

5.1.2. Влияние многократных мартенситных переходов на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах Со-Та 123

5.2. Мартенситное превращение в сплавах Co-Nb , подвергнутых закалке, старению и фазовому наклепу... 133

5.2.1. Кристаллическая структура мартенсита 133

5.2.2. Механизм ГЦК ->- N К превращения и закономерность-образования многослойных мартенситных фаз в сплавах Со- НЬ 148

5.2.3. Влияние многократных ПІК =? ГПУ переходов на. кристаллическую структуру мартенсита 151

Глава б. ПЛОТНОУПАКОВАННЫХ МАРТЕНСИТНЫХ СТРУКТУРЫ В СПЛАВАХ

Fe-Мп-С 156

6.1. Мартенситные фазы с плотноупакованными структурами в сплавах на основе Fe-Мп-С 156

6.2. Возможный механизм влияния многократных превращений на смену типа, мартенситного превращения в сплавах с НЭДУ 164

ВЫВОДЫ 168

ЛИТЕРАТУРА 170

Введение к работе

Актуальность темы. Одной из основных задач физикш твердого тела является создание новых материалов с повышенными физико-химическими, свойствами. Для этой цели в ряде случаев используют фазовые превращения, протекающие при закалке и деформации; стали, а. также превращения в аустените, подвергнутого предварительному старению и фазовому наклепу за счет прямых, и обратных мартенсит-ных переходов.

Изучению фазового наклепа в сплавах с высокой энергией дефектов упаковки (ВЭДУ) посвящено много работ, в том числе и одна монография, в которой обобщены основные достижения в этой области Уральской школы металловедов. Согласно данным этой школы в результате многократных ЩК sr ОЩ превращений происходит упрочнение )f -твердого) раствора и. существенно увеличивается предел текучести при сохранениш хороших пластических свойств, однако, симметрия кристаллической ОЩ-решеткш с -мартенсита прет этом не изменяется.

Менее изучено влияние многократных мартенситных переходов в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки (НЭД7). По данным работ Богачева, Шумана, Лысака, Николинш и; других авторов многократные Х~ переходы в сплавах. Fe-Mn, обладающих НЭДТ, незначительно влияют на прочностные характеристики. Однако, если эти сплавы легировать углеродом, то кроме указанных выше эффектов; наблюдается изменение симметрии; кристаллической структуры мартенсита, а именно вместо 2Н образуется многослойная I8Rj решет кш.

Исследование многослойных мартенситных структур типа I8Rj

7. имеет важное научное и прктическое значение. В научном плане изучение таких фаз, которые представляют собой промежуточные структуры, позволяет: представить перестройку кристаллических решеток при мартенситном превращении! на атомном уровне и тем самым вскрыть кристаллогеометрический механизм бездиффузионного превращения. В прикладном аспекте благодаря особенностям фа-аового превращения, обусловленного НЭДУ, можно получить нужные для прктикиї свойства сплавов:.

Образование многослойных структур согласно- представлениям, развиваемых в работах Николина, связывают с образованием; концентрационных или фазовых неоднородностей в матричной фазе. Очевидно), что такие неоднородности можно получить также при многократных мартенситных ГЦК ~ ГПУ переходах, протекающих при: циклических нагревах до 300*400 С и охлаждениях.

Цель работы. В диссертационной работе была поставлена задача изучить влияние многократных мартенситных ГЦК ~ ГПУ переходов, а также других видов термической обработки на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах с НЭДУ.

Исследование проводилось на монокристальных образцах. В качестве объектов исследования были взяты чистый Со, кобальтовые сплавы Со-С, Со-Та, Co-Nb , а также сплавы Fe-Мп-С. Автором лично проведены все экспериментальные; исследования, расшифрованы ранее не встречающиеся в этих и других сплавах кристаллические решетки, а также выполнено моделирование на ЭВМ различных многослойных плотноупакованных структур.

Научная новизна. Впервые показано, что в сплавах с НЭДУ и ограниченной растворимостью легирующего элемента - сплавах замещения Со-Та, Co-Nb - в результате многократных мартенситных.

8. ГЦК sr ГПУ переходов создаются такие структурные изменения (концентрационные неоднородности), которые приводят к образованию при последующем охлаждении одной многослойной мартенситной І4Т структуры. В сплавах внедрения G6-C, подвергнутых многократным J$zzoL переходам, формируется сильна разупорядоченная (по укладке плотноупакованных плоскостей.) мартенситная структура. Построены метастабильные диаграммы состояний: температура-фаза-концентрация легирующего элемента системы Со-С после закалки из ^-области, сплавов Со-Та, Go-Nb после закалки: из jS-области, старения при различных температурах, а также многократных фазовых ГЦК з* ГПУ переходов.

Практическая ценность работы. Полученные данные о влиянии концентрационных неоднородностей на механизм формирования кристаллической структуры мартенсита при? различных воздействиях матричной фазы, а также построенные метастабильные диаграммы состояния вносят научный вклад в теорию, фазовых превращений в металлах и сплавах. В прикладном аспекте эти результаты могут использоваться для разработки: и получения сплавов» с заданными; свойствами.

Положения, выносимые на защиту :

В двойных кобальтовых сплавах с низкой энергией дефектов упаковки и ограниченной растворимостью легирующего элемента; при многократных фазовых ГЦК zs ГПУ переходах в ,^8-фазе образуются такие структурные изменения, которые приводят к формированию только одной многослойной мартенситной І4Т структуры.

Впервые в монокристаллах Со-С обнаружена 7Tj структура, которая является "базовой" структурой некоторых многослойных мартен-ситных фаз, образующихся в сплавах Со-Nb , Со-Та, Со-Си.

Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и спис-

9. ка литературы.

В первой главе кратко изложены общие закономерности мартен-ситного превращения. Основное внимание уделяется многослойным кристаллическим; структурам, в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки.

Во второй главе приведены материалы и методики исследования, которые использовались при расшифровке новых многослойных мартен-ситных структур.

В третьей главе изложены оригинальные результаты изучения влияния многократных мартенситных ЩК = ГПУ переходов на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах Со-Мп, Со-Mi , Co-Fe. Установлено, что в результате J>zcL переходов (нагрев до 400С и охлаждение до -І9бС) в этих системах с увеличением числа циклов происходит уменьшение количества oL -мартенсита и стабилизация высокотемпературной ^-фазы, однао симметрия кристаллической решетки ГПУ не изменяется.

Если сплавы Co-Ре легировать третьим элементов, который имее;Т ограниченную растворимость в кобальте (в качестве: таких элементов были взяты медь и углерод), то в результате многократных мартенситных переходов образуется многослойная мартенситная І4Т структура.

В четвертой главе представлены результаты изучения кристаллической структуры в сплавах внедрения с ограниченной растворимостью легирующего элемента Со-С, после резкой закалки от 1200 С в воде, а также после многократных мартенситных ГЦК ~ ГПУ переходов. На основании полученных рентгеновских данных была построена метастабильная фазовая диаграмма, состояний.

Впервые в этой системе обнаружена и полностью расшифрована новая многослойная мартенситная ОС -фаза. Показано, что <& -мар- тенсит имеет 7Tj решетку с чередованием, слоев АВСАСАС...

На основании полученных результатов предложен сдвиговой механизм перестройки: аустенита в 7Т^-решетку с пбсощью появления периодических групповых дефектов упаковки; в ПЩ-'решетке-.

Многократные мартенситные ГЩ :г ГПУ переходы, приводят к образованию сильно разупорядоченной мартенситной структуры, которую можно рассматривать каїк набор беспорядочно упакованных плоскостей типа (III) или как смесь нескольких плотноупакованных MR (NT)-CTpyKTyp.

В пятой главе исследованы закономерности образования многослойных структур в системах замещения Со-Та и Co-Nb в зависимости от концентрации легирующих элементов, температуры и времени! старения, а также от числа мартенситгных ПК ~ ГПУ переходов.

На основании рентгеновских данных построены метастабильные диаграммы для этих систем после закалки и старения. Установлено, что старение; в j& -фазе оказывает существенное влияние; на кристаллическую структуру мартенсита:, возникающего при последующем охлаждении. Указаны- три температурно-концентрационные. области; сплавов, старение в которых оказывает различное влияние на последующее мартенситное; превращение. Установлено, что в монокристаллах Со+8*10$ Та после предварительного, старения образуются различные многослойные структуры: I5Rj- и I26R (>2Т) и I38R (46Т). В монокристаллах Co-Nb в зависимости от содержания Nb , температуры и времени старения также образуется несколько многослойных мартенситных структур: I5B, I26R (42Т), I44R (48Т).

Расшифрована I5B-[--структура, определены параметры., чередование плотноупакованных слоев:. В результате: многократных мартенситных ГЦК зі ГПУ переходов в этих системах образуется только: одна многослойная мартенситная І4Т структура.

В шестой главе приведены результаты исследования многократных ГЩ ~ ГПУ мартенситных переходов на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах Ре-Мп-С. Установлено, что в сталях в результате ЩК =5 ГПУ переходов образуется: одна I8Rj мартенситная структура.

В заключение этой главы рассматривается возможный механизм, влияния многократных ГЦК zZ ГПУ превращения на смену типа мартен-ситного превращения в сплавах с НЭДУ.

В итоге сформулированы основные; выводы следующие из анализа результатов работа.

Мартенситное превращение,, природа и его особенности

Мартенситным; превращением впервые стали называть превращение, протекающее при закалке стали, продуктом которого является специфическая игольчатая структура, получившая название мартенсит. В результате многочисленных исследований установлено, что мартенсит-ное превращение первого рода и является основным; фазовым превращением в твердом теле. Это превращение наблюдается во многих металлах и сплавах, в минералах и в органических кристаллах. Рентгено-структурные. данные о кристаллической структуре мартенситных фаз в стали и в медных сплавах /I - 3/ показали, что превращение протекает без изменения концентрации! исходных фаз и состоит только в изменениш решетки, при которой атомы не обмениваются местами, а лишь смещаются на расстояние, не превышающее межатомное. Эта характеристика является наиболее исчерпывающей.

В конце 40-ых годов Г.В.Курдюмов сформулировал следующие основные характеристики мартенситного превращения / 3 /.

1. Превращение аустенита в мартенсит заключается только в изменении! решетки: твердого раствора. Оно происходит без изменения концентрации и не требует диффузионных процессов для своего протекания. Превращение аустенита в мартенсит является бездиффузионным:.

2. tf dM- превращение характеризуется наличием строгой крис таллогеометрической связи между решетками мартенсита и исходного аустенита.

3. Образование мартенсита происходит при значительных переохлаждениях исходной фазы в широком интервале температур. Температу ІЗ. pa, при которой оно начинается называется мартенситной точкой Мс, которая зависит от химического состава, иі не зависит от скорости охлаждения. Ход превращения, можно характеризовать мартенситной кривой, представляющей собой зависимость количества, образовавшегося мартенсита от температуры.

4. Превращение, протекает путем практически мгновенного образования отдельных кристаллов мартенскта. Время образования каждого кристалла 10 сек. Количество мартенсита увеличивается за счет появления новых кристаллов, а не за счет уже возникших.

5. Выше мартенситной точки превращение может быть вызвано пластической деформацией аустенита, при этом количество мартенситной фазы уменьшается по мере удаления от М5 . Выше некоторой температуры Т деформация не вызывает мартенситного превращения, а ниже М5, она способствует увеличению количества мартенсита.

Выплавка сплавов и приготовление образцов

Изменение кристаллической структуры и свойств Со в результате многократных ГПУ переходов

В чистом кобальте, как известное, имеются две полиморфные модификации: j3- (ГЦК) высокотемпературная и об- (ТПУ) низкотемпературная. По данным: различных авторов температура фазового перехода, зависит от состояния и предварительной обработки; /132-133/. Аллотропическое превращение в кобальте имеет мартенситный характер иі механизм этого превращения дисяокациюнный. Прямыми; элект-ронномикроскопическимш исследованиями! установлено, что дислокация типа а/2 П0 расщепляется в плотноупакованных плоскостях {ill) ГЦК решетки: на две частичные типа: а/б 121 по реакции;:

В области между двумя, расходящимися частичными дислокациями упаковка! слоев АВСАВС... переходит в АВАВАВ... Образовавшийся между дислокациямш дефект упаковки;, можно рассматривать как пластину ГПУ фазы толщиной в два слоя. При переходе таких дислокаций в ГЦК структуре через, каждую вторую плоекость,параллельную плоскости! (III), осуществляется переход структур ГЦК - ГПУ. J - -cL превращение, согласно: Зегеру/48/ осуществляется одной полной дислокацией, которая расщепляется на две частичные.

Винтовая дислокация типа Я а (III) создает непрерывную спиральную поверхность, из плоскостей {lllj , по которой могут двигаться частичные дислокации, вызывая превращение структур ГЦК - -ГПУ ( — d ).

Дислокационный механизм полиморфного превращения в кобальте изучался экспериментально в работах /135 - 136/. Было установлено, что превращение в тонких пленках или нитевидных кристаллах происходит не на основе полюсного механизма, а в результате сдвига по одной из четырех возможных плоскостей {111$ . Эксперименты, проведенные на массивных образцах, показали, что точка полиморфного превращения Мд чувствительна к размеру зерна, что объяснимо с позиций дислокационной модели /137 - 138/.

В работе / 139 / исследовали объемные изменения в кобальте при многократном, фазовом Ji st cL переходе. В таблице 2 приведены температуры начала и конца полиморфного превращения полученные методом дилатометрии; в работе /139 /.

Многослойные; структуры в системе: Со-С после резкой закалки

В сплавах с небольшим содержанием углерода ( 0,25$), как и в чистом кобальте, образуется о- мартенсит с ГПУ (2Н) решеткой (рис.29 а). Однако по мере увеличения концентрации углерода рефлексы оС -фазы постепенно смещаются от положений, характерных для идеальной ГПУ структуры (рис.29 б). Такое смещение приводит к раздвоению дифракционных линий и пятен на рентгенограммах. Этот эффект наблюдается практически во всех двойных кобальтовых сплавах и связан с наличием в ГПУ структуре cL -фазы периодически расположенных деформационных дефектов упаковки / 147 /. При дальнейшем повышении концентрации легирующих элементов в двойных кобальтовых сплавах образуются многослойные мартенситные структуры,так

Рентгенограммы вращения монокристаллов сплава Со-С после закалки от 1200 С в воду, а) сплав Со 0,25$ С; б) сплав Со 0,35$ С; в) сплав Со 0,50$ С. как на рентгенограммах монокристаллов появляются дополнительные рефлексы.

Так, в монокристаллах Со Q50# С в результате мартенситного Ji — к превращения образуется отличная от 2Н решетка (рис.29в). Рентгенограмма такого монокристалла подобна рентгенограммам монокристаллов других кобальтовых сплавов, в которых образуются многослойные мартенситные Ш - решетки / 147 /. В самом деле, количество дифракционных пятен на рис.29 в значительно больше, чем количество рефлексов от 2Н, ЗС или 4Н решеток. По изложенной в главе 2 методике была построена обратная решетка исходной J и мартенситной d -фазы. Оказалось, что на единичном периоде L0 вдоль ряда узлов 10.1 обратной решетки-, то есть между двумя соседними узлами {ill} и {220j JS-фазы находится 7 узлов d -мартенсита, которые соответствуют 7 рефлексам?4, расположенных на рентгенограмме вдоль одной диффузной полосы (рис.29 в). Поэтому элементарная ячейка может иметь. 7Т или 21R решетку, состоящую из плотноупакованного слоя типа (III) Согласно данным / 33 / некоторые пятна от 21R решетки, расположенные вдоль одного ряда 10.I , должны совпадать с пятнами исходной ГЦК структуры, однако на рентгенограмме (рис.29 в) этого не наблюдается. Поэтому можно сделать вывод, что оС - мартенсит имеет 7Т решетку. Необходимо отметить, что согласно Белову / 51 / среди 7 слойных плотноупакованных структур возможны только три варианта тригональ-ной симметрии - 7Тр 7 2 и 7Т и нет ни гексагональных 7Н, ни ромбоэдрических 7R структур.

Рассчитанные; для 7Т решетка брэгговские углы отражения 0- хорошо совпадают с измеренными на рентгенограмме (см.табл.5), а оце к Один рефлекс очень малой интенсивности на рентгенограмме не фиксируется, однако в расчете его необходимо визуально, интенсивность пятен и ее сравнение с рассчитан-ным структурным фактором I S I позволили установить, что с& -мартенсит имеет 7Tj структуру с последовательностью слоев АВСАСАС или кккгггг или (4III) по Жданову. Ее элементарная ячейка в гексагональных осях (рис.30) характеризуется параметрами: а = 0,2509 нм, с = 1,4340 нм.

Перестройку ГЦК-решетки в 7T-J- решетку при мартенситном превращении можно представить с помощью сдвигов плотноупакованных плоскостей (Ш)_тто. в fi -фазе после 4 и; б слоя или с помощью появления деформационных дефектов упаковки после указанных выше плоскостей, которые на рис.31 отмечены стрелками. Элементарная ячейка такой решетки состоит из 4 плоскостей в гексагональном (гггг) и 3 плоскостей в кубическом (ккк) положении, поэтому ее структуру можно также рассматривать как смесь чередующихся ГЦК и ГПУ блоков, толщиной в 3 и 4 плотноупакованных слоя (III).

В монокристаллах с большей чем 0,55$ концентрацией углерода происходит полная стабилизация J% -фазы и мартенситное превращение без деформации, не наблюдается даже при охлаждении до -196 С. В поликристаллических образцах такая стабилизация наблюдается при меньших концентрациях (0,35$ С). Это различие связано с влиянием размера зерна на мартенситное превращение в кобальте и сплавах на его основе, когда при уменьшении величины зерна снижается мартен-ситная точка М„ и уменьшается количество мартенсита.

Мартенситное превращение в сплавах Со-Та, подвергнутых закалке, старению: и многократным мартенситным переходам

В сплавах Со - Та мартенситное превращение представляет собой полиморфное превращение на основе кобальта, температура которого снижается по мере увеличения содержания тантала / 153!/.Тантал образует с кобальтом твердый раствор замещения и имеет ограниченную растворимость, (рис.33). Энергия д.у. сплавов Со-Та низкая ( У 20 ндж/м ).

Эти два условия, как известно;, являются необходимыми для формирования мартенситных структур с многослойными решетками / 147 /. Однако по многочисленным данным;, приведенным в / 153 / при мартенситном превращении в сплавах Со - Та образуется об -фаза с ГПУ (2Н) решеткой. Эти результаты получены на поликристаллических образцах, подвергнутых закалке из ft -области;. Влияние концентрации тантала, а также многократных мартенситных переходов на кристаллическую структуру мартенсита ранее не исследовалось. Поэтому в настоящей работе была поставлена! задача в широкой области концентрации! до 13,0% тантала подробно исследовать кристаллическую структуру мартенсита, образующегося в монокристаллических образцах, подвергнутых закалке из -области, старению в матричной -фазе, а также многократным мартенситным переходам (ГЦК ГПУ), проходящих при нагреве до 400С и охлаждений до -I96C.

Как показали рентгеновские исследования, проведенные на монокристаллических образцах, при мартенситном превращении; в сплаве Со-Та образуется не только об -мартенсит с ГПУ решеткой, но к различные другие плотноупакованные мартенситные. структуры, в том числе и многослойные фазы с NR -решетками. Так, в закаленных от о 1200 С в воде монокристаллах мартенситное превращение наблюдается только в образцах, содержащих до 10,0$ Та, причем; в сплавах 6,0 -8,0$ Та происходит ГЦК — ПТУ превращение, а в монокристаллах Со +- 9,0 - 10,0$ Та наблюдается ГЦК — NR превращение,в результате которого образуется несколько многослойных фаз (рис.35). На рентгенограммах монокристаллов Со + 6,0 -г 8,0$ Та некоторые рефлексы от ГПУ структуры расщепляются на 2 пятна, причем величина этого расщепления зависят от температуры старения и концентрации! Та. Такое расщепление, как отмечается в / І47 /, вероятно связано с наличием периодических дефектов упаковки в ГПУ структуре, которую можно рассматривать как многослойную структуру, содержащую в элементарной ячейке более 20 плотноупакованных слоев..

Структурные: изменения, протекающие в fi -фазе при старение в районе 700 - 80СС ранее подробно изучены /153 - І55Л поэтому основное внимание в настоящей работе было уделено изучению процессов распада на более ранних (досателлиггных) стадиях выделения (400 - 600С) и их влияние на последующее мартенситное превращение.

Старение в -фазе оказывает существенное влияние на кристаллическую структуру мартенсита, возникающего при последующем охлаждении. По рентгеновским, данным, полученным: от монокристаллов при комнатной температуре, построена фазовая диаграмма (рис.34), на которой выделены три температурно-концентрационные области. Старе 114. . Фазовая диаграмма концентрационно-температурных областей I, П и Ш старения сплавов Со-Та. Указано положение мартенситных точек Мс и М (начало ГЦК -- ГПУ и ГЦК N К превращений соответственно). в этих областях оказывает раличное влияние на последующее мартенситное превращение. В монокристаллах, содержащих до 6,0$ предварительно состаренных в области Г, протекает ГЦК - ГПУ превращение, в результате которого образуется близкая к ГПУ структуре об-фаза. На дифракционной шртине, полученной от этой фаза возникают расщепленные рефлексы. В образцах Со + 8,0 + + 10,0$ Та после такого старения при охлаждении: в жидком азоте из J& -фазы образуются различные многослойные мартенситные структуры., а именно I5R, и 126 R (42 Т), которые формируются в сплавах Со - Ті / 39 /, Со - АІ / 40 /, Со - Nb / 41 / и Со - Си / 38 / (рис.35, 36), а также ранее не встречавшаяся структура с решеткой, типа 138 R (46 Т). Этот вывод сделан1 на основании сопоставления рентгенограмм вращения сплавов Со - Та и рентгенограмм монокристаллов Со + 10,0$ Си / 38 /, Со + + 4,0$ Л/Ь / 41 / и расчета рентгенограмм Со + 8,0$ Та. На рис.37 приведена рентгенограмма вращения монокристалла Со + 8,0$ Та, предварительно состаренного при 500С в течение 30 мин., в котором при охлаждении; появился мартенсит с многослойной HR -решеткой. Из приведенных выше данных можно заключить, что старение монокристаллов Со - Та при температурах более низких, чем температура, при которой появляется модулированная структура, приводит к таким; изменениям! в матричной фазе, в результате которых образуется не одна, а несколько многослойных NR - структур, например, 15R , I26R (42 Т) и 138 R (46 Т).

Похожие диссертации на Влияние многократных мартенситных ГЦК=ГПУ переходов и других видов термических воздействий на кристаллическую структуру мартенсита в сплавах с низкой энергией дефектов упаковки