тонких линзообразных пластин. Такая форма пластин мартенсита соответствует минимуму энергии упругих искажений при образовании его в аустенитной матрице и аналогична форме механических двойников. Попадание пластины своей большой поверхностью в плоскость шлифа - крайне редкий случай (рис. ПО). Произвольные сечения мартенситных пластин плоскостью шлифа при небольших увеличениях микроскопа создают ложное впечатление об игольчатой форме кристаллов. Однако исторически сложившиеся термины крупноигольчатый и мелкоигольчатый мартенсит широко распространены.

Габитусом пластинчатого мартенсита в зависимости от состава сплава могут быть плоскости \225\j и {259а в системе Fe-С и {3, 10, 15а в системе Fe-Ni.

Соседние пластины не параллельны одна другой и часто образуют фермоподобные ансамбли (рис. 109). Ввиду интерференции дальнодействующих полей упругих напряжений от каждой пластины такое закономерное их расположение в матричной фазе обеспечивает минимум упругой энергии суммарного поля всего ансамбля из пластинчатых кристаллов.

Пластины, возникающие в первую очередь (вблизи точки М ), проходят через все аустенитное зерно, расчленяя его на отсеки. Через границу зерна матричной фазы мартенситная пластина, как следует из механизма ее образования, пройти не может, и поэтому максимальный размер мартенситных пластин ограничен размером аустенитных зерен.

В отсеках аустенита при понижении температуры образуются новые мартенситные пластины, размер которых уже ограничен )азмерами отсека матрицы (см. рис. 109 и схему на рис. 111). 1о мере развития превращения аустенитное зерно расчленяется на все более мелкие отсеки, в которых образуются все более мелкие мартенситные пластины. При мелком аустенитной зерне, например при малых перегревах стали выше Acg, пластины мартенсита столь мелки, что игольчатое строение на шлифе не видно и мартенсит называют бесструктурным. Такой мартенсит наиболее желателен.

После закалки между пластинами мартенсита при комнатной температуре сохраняется остаточный аустенит (см. рис. 109).

В местах столкновения пластин мартенсита, растущих под углом одна к другой, могут возникать механические двойники и микротрещины. С укрупнением аустенитного зерна укруп-

Р и о. III. Схема образова-ния мартенситных пластин разной длины в одном аустенитной зерне

Рис. П2. Пакетный мартенсит в зака ленном сплаве Fe-1,94% МО. X 200 (Крауо и Мадер)

няются пластины мартенсита и образование микротрещин в местах их столкновения усиливается.

Пакетный мартенсит (который называют также реечным, массивным, высокотем-гературным и недвойникован-мым)-это широко распространенный морфологический тип, жрторый можно наблюдать в закаленных малоуглеродистых и среднеуглеродистых сталях, большинстве конструкционных легированных сталей, сравнительно малолегированных безуглеродистых железных сплавах, например в сплавах Fe-Ni при концентрации менее28% Ni. Кристаллы этого мартенсита имеют форму примерно одинаково ориентированных тонких пластин, припасованных одна

к другой и образующих более или менее равноосный пакет. Габитусная плоскость пластин - реек близка к плоскости 11П}а; говоря более строго, она всегда имеет непростые индексы, например {345}, что близко к 1П1а.

Пластины реечного мартенсита разделены мало- или высокоугловыми границами.

Ширина пластин в пределах пакета примерно одинакова и находится в диапазоне от нескольких микрон до долей микрона (обычно 0,1-0,2 мкм), т. е. может находиться на пределе разрешающей способности светового микроскопа и даже за этим пределом. Поэтому реечные кристаллы под световым микроскопом или совсем не видны, или же выявляются как тонкая структура пакетов. В связи с этим в качестве основного структурного элемента шлифа выступает пакет из пластин (рис. 112), а не отдельные очень тонкие кристаллы. Поэтому мартенсит с такой структурой ;И был назван пакетным, или массивным, в отличие от игольчатого.

В конструкционных легированных сталях внутри мартенсйтных пакетов между кристаллами мартенсита находятся прослойки остаточного аустенита толщиной 200-500 А. В одном аустенитном зерне может образоваться несколько мартенсйтных пакетов. От зерен феррита, образующихся при нормальном превращении, пакеты мартенсита отличаются не только указанным внутренним строением, которое может не выявляться под световым микроскопом, но и изрезанными вытянутыми контурами.

Образованию пакетного мартенсита свойственны все основные отличительные признаки мартенситного превращения, в том. числе и возникновение рельефа на полированной поверхности, соответствующего внутреннему реечному строению.

2. Субструктура

Просвечивающая электронная микроскопия выявила во многих сплавах весьма сложную тонкую структуру мартенситных кристаллов с большим количеством дислокаций и двойников. Такая субструктура может возникнуть двумя принципиально разными путями: во-первых, при дополнительной пластической деформации (скольжением или двойникованием), которая, как показано в § 33, является неотъемлемой составной частью механизма мартенситной перестройки решетки, и, во-вторых, при пластической деформации после образования мартенсита из-за воздействия па мартенситный кристалл окружающей упругой среды. В первом случае можно говорить о первичной субструктуре превращения, а во втором - о вторичной субструктуре деформации. Соответственно различают понятия о двойниках превращения и деформационных (механических) двойниках. Различить же происхождение субструктуры экспериментально не всегда удается. Обсуждаемые ниже факты рассматриваются в предположении, что мы имеем дело с субструктурой превращения.

Субструктура пластинчатого мартенсита характеризуется тем, что уже под световым микроскопом в сечении пластин можно увидеть среднюю линию или, точнее, среднюю зону повышенной травимости, называемую также мидрибом (см. рис. 109).

Электронная микроскопия показала, что мидриб - это область с плотным расположением параллельных тонких двойниковых прослоек. Плоскость двойникования в мартенсите сплавов на железной основе чаще всего {П2}м. Толщина двойниковых прослоек в зависимости от состава сплава и условий образования мартенсита колеблется от нескольких до сотен ангстрем.

По обе стороны от средней двойникованной зоны находятся периферийные области мартенситной пластины, в которых видны дислокации с относительно небольшой плотностью (10*-W см~).

Ширина двойникованной зоны в пластине мартенсита зависит от состава сплава. Так, в сплавах системы Fe-Ni с увеличением содержания никеля ширина этой зоны возрастает, пока все сечение мартенситной пластины не становится занятым двойниками превращения.

Поскольку субструктура и габитус кристалла зависят от характера дополнительной деформации при мартенситном превращении, то естественно, что форма кристаллов мартенсита, их

i От англ. midrib-сокращенное middle ribbon (средняя полоска).