Пластинчатый мартенсит образуется в высокоуглеродистых сталях, характеризующихся низкой температурой мартенситной точки

На рис. 4.21, б приведена микроструктура такого мартенсита. Его кристаллы представляют собой широкие пластины. В плоскости шлифа они имеют вид игл. Наиболее часто (конструкционные углеродистые и легированные стали) кристаллы мартенсита имеют форму тонких реек (реечный мартенсит), вытянутых в одном направлении (рис. 4.21, в, г). Чаще образуется и наблюдается пакет из реек.

Размеры кристаллов любой морфологии мартенсита определяются величиной исходного зерна аустенита. Они тем крупнее, чем больше зерно аустенита. Первая пластина мартенсита имеет протяженность, соответствующую поперечному размеру зерна аустенита. Кристаллы, образующиеся при более низких температурах, стеснены в своем развитии и имеют меньшие размеры.

Остаточный аустенит. Мартенситное превращение не протекает до конца при комнатной температуре, поэтому в закаленных сталях, имеющих точку Мк ниже 20 °С, а именно в углеродистых сталях, содержащих свыше 0,4–0,5 % С, присутствует остаточный аустенит. Его количество тем больше, чем ниже температура точек Мн и Мк, т.е. чем выше содержание в аустените углерода и легирующих элементов (за исключением Со и А1).

Стабилизация аустенита. Если задержать на некоторое время охлаждение при температуре, лежащей ниже температуры, соответствующей точке Мн, например 20 °С, то аустенит, сохранившийся не превращенным при охлаждении до этой температуры, становится более устойчивым. Количество образующегося в итоге мартенсита оказывается меньше, чем при непрерывном охлаждении.

Характерной особенностью мартенсита является его высокая твердость и прочность. Твердость мартенсита возрастает с увеличением в нем содержания углерода (рис. 4.23); в стали с 0,6–0,7 % С твердость мартенсита 65 НRС, что во много раз больше твердости феррита.

Рис. 4.23. Твердость мартенсита в зависимости от содержания в нем углерода

Временное сопротивление низкоуглеродистого мартенсита (0,025 % С) составляет ~ 1000 МПа, а при 0,6–0,8 % С достигает 2600–2700 МПа.. Однако с повышением в мартенсите содержания углерода возрастает склонность его к хрупкому разрушению. Мартенсит, содержащий свыше 0,35–0,4 % С, обладает пониженным сопротивлением зарождению развитию трещины и разрушается хрупко.

Мартенсит, по сравнению с другими структурными составляющими стали, и особенно с аустенитом, имеет наибольший удельный объем. Увеличение удельного объема при образовании мартенсита является одной из основных причин возникновения при закалке больших внутренних напряжений, вызывающих деформацию изделий или даже появление трещин.

Дата добавления: 2014-01-03