logo
derzhavnij_vischij_navchal_nij_zaklad

Дослідження перебігу альфа – гама перетворення в мартенситно –старіючій сталі 10х15н5д2т (внс-2)

Останнім часом дослідження мартенситних перетворень набули особливий інтерес у зв’язку з прогресом, досягнутим в техніці отримання сталі з високою міцністю. Особливістю сталі ВНС-2 є схильність до високої міцності шляхом старіння, корозійної стійкості і задовільного зварювання [1].

Розв’язання проблеми можливе керуванням мартенситної реакції тільки на основі тривалого і глибокого вивчення природи мартенситу, механізмів зародження і зростання мартенситних кристалів.

В даній роботі використовували чутливий магнітометричний метод [2]. Вдалося зафіксувати область мартенситної точки при зародженні мартенситу, починаючи з 0,002%.

На підставі проведених досліджень були зроблені такі висновки:

1. Отримано експериментальну температурну залежність питомої магнітної сприйнятливості χ сталі ВНС-2 під час прямого альфа – гама перетворення. Знайдено більш точне значення мартенситної точки сталі ВНС-2, тобто знайдено істину мартенситну точку Мн=260ºС, що вище десь на 100ºС від значення мартенситної точки, знайденої звичайними класичними методами (Мн ≈ 150 - 160ºС, коли виникає 1÷2 % альфа – фази). Мартенситне перетворення починається при температурі Mн, так званої мартенситної точки. Положення цієї точки залежить від багатьох чинників, в першу чергу від складу сплаву, температурних умов перетворення, стану початкової фази. Під мартенситною точкою ми розуміємо ту граничну температуру, вище якої існує тільки аустеніт, а нижче – двофазна система: мартенсит і аустеніт.

2. Визначена середня швидкість ізотермічного [3] зародження мартенситу в початковій стадії, а саме в районі істинної мартенситної точки (260ºС) вона становить ~2,8∙10-4 .

3. Мартенсит з ізотермічною кінетикою в мартенситній точці зароджується з аустеніту, в якому існує антиферомагнітна і феромагнітна взаємодія між атомами. Показано, що при температурах вище 540°К нахил кривої 1/χ0Т(1/Т) є позитивним. Це свідчить про те, що при цих температурах переважаючим видом обмінної взаємодії між атомами є негативним.

При температурах нижче 540°К нахил кривої 1/χ0Т(1/Т) стає негативним, що вказує на те, що магнітний стан дослідженої сталі буде вже зумовлений, в основному, позитивною обмінною взаємодією [4]. Природно припускати, що із зниженням температури позитивна обмінна взаємодія може привести до утворення малих однодоменних феромагнітних упорядкованих областей (кластерів), які мають магнітний момент не рівний нулю навіть при відсутності зовнішнього магнітного поля. Ймовірно, кластери будуть мати різні розміри, і, отже, різні магнітні моменти. Якщо при високих температурах основний внесок в результуючий магнітний момент кластера вносять внутрішні феромагнітно впорядковані атоми, то зі зниженням температури все більша частина периферійних атомів буде приймати участь у створенні результуючого магнітного моменту.