Przemiany fazowe w stopach żelaza - przemiana

martenzytyczna

Rys. Przemiana bezdyfuzyjna RSC  RPC w żelazie

Przemiany fazowe w stopach żelaza -

przemiana martenzytyczna

Martenzyt w czystym żelazie ma sieć krystaliczną
identyczną
jak Fe



- RPC (sieć regularna przestrzennie

centrowana).

W skali mikroskopowej są to dwie różne mikrostruktury.

Struktura powstała w
wyniku przemiany
dyfuzyjnej posiada
duże, równoosiowe
ziarna ferrytu.

Przemiany fazowe w stopach żelaza -

przemiana martenzytyczna

Struktura powstała w wyniku

przemiany bezdyfuzyjnej ma

niezliczoną ilość maleńkich,

silnie zdefektowanych listew

(martenzyt listwowy) lub

płytek (igiełek, soczewek) –

martenzyt płytkowy (iglasty),

ułożonych grupami pod kątem

60 lub 120

o

względem siebie.

Maksymalna wielkość płytek
martenzytu ograniczona jest wielkością
ziarna austenitu.

Ze wzrostem wymiaru płytki rosną
naprężenia wywołane zniekształceniem
obszaru doznającego przemiany.

Gęstość dyslokacji w martenzycie
wynosi zwykle 10

15

-10

16

m

-2

.

W stalach niskowęglowych dominuje
martzenzyt listwowy, a w stalach
wysokowęglowych martenzyt płytkowy.

Przemiany fazowe w stopach żelaza -

przemiana martenzytyczna





C

F
e

perl

it







F
e

C



marten
zyt

Przemiany fazowe w stopach żelaza -

przemiana martenzytyczna

W stopach żelaza z węglem
martenzyt jest przesyconym
roztworem stałym węgla w
żelazie Fe



o sieci tetragonalnej,

przestrzennie centrowanej.

Przemiany fazowe w stopach żelaza -

przemiana martenzytyczna

Rys. Komórka elementarna martenzytu i zależność stałych
sieciowych martenzytu od
stężenia węgla. c/a to tetragonalność martenzytu.

Przemiany fazowe w stopach żelaza -

przemiana martenzytyczna

Przemiany fazowe w stopach żelaza -

przemiana martenzytyczna

Ilość wytworzonego martenzytu jest funkcją tylko
temperatury i nie zależy od czasu.

Temperatura, w której martenzyt zaczyna powstawać jest oznaczona
symbolem M

s

, a temperatura, w której kończy się przemiana

martenzytyczna jest oznaczona symbolem M

f

.

Martenzyt powstaje podczas ciągłego chłodzenia
przechłodzonego austenitu w zakresie temperatur M

s

- M

f

. Obie temperatury zależą od stężenia węgla w

austenicie.

Przemiany fazowe w stopach żelaza -

przemiana martenzytyczna

Przemiany fazowe w stopach żelaza -

przemiana martenzytyczna

Zależność temperatury
początku M

s

i końca M

f

przemiany
martenzytycznej
od stężenia węgla w
stalach węglowych

Przemiany fazowe w stopach żelaza -

przemiana martenzytyczna

Przemiana przechłodzonego austenitu w martenzyt
nie zachodzi do końca.
Po zakończeniu przemiany w strukturze oprócz
martenzytu pozostaje austenit szczątkowy.
Udział austenitu szczątkowego w strukturze stali
zwiększa wzrost stężenia węgla w austenicie.

Przemiany fazowe w stopach żelaza -

przemiana martenzytyczna

Stabilizacja austenitu
szczątko-
wego:
1 - chłodzenie ciągłe,
2 - chłodzenie z
przystankiem
temperaturowym

Przemiany fazowe w stopach żelaza -

przemiana martenzytyczna

Przesycenie roztworu stałego węglem powoduje
znaczne odkształcenie sieci, przez co utrudniony jest
ruch dyslokacji i w konsekwencji znaczną twardość
martenzytu.

O umocnieniu martenzytu decyduje: duża gęstość
dyslokacji i rozdrobnienie ziarna (grubość płytek i
listew) oraz zawartość węgla.

W stalach o średniej i wysokiej zawartości węgla
przeważa umocnienie spowodowane węglem.

Przemiany fazowe w stopach żelaza -

przemiana martenzytyczna

Zależność twardości i
granicy
plastyczności
martenzytu od
stężenia węgla