Экспериментальные основания динамической теории мартенситных превращений

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2020

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ  
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

В. Г. Чащина, М. П. Кащенко

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ 
ОСНОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ 
ТЕОРИИ МАРТЕНСИТНЫХ 
ПРЕВРАЩЕНИЙ

Учебное пособие

Рекомендовано к изданию научно-методическим советом  
Уральского государственного лесотехнического университета

Ч305
Чащина, В. Г.
Экспериментальные основания динамической теории мартенситных превращений : учебное пособие / В. Г. Чащина, М. П. Кащенко ; 
Уральский государственный лесотехнический университет. —  Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2020. — 46 с. : ил. —  Библиогр. : 
с. 41–45. — 300 экз. —   ISBN 978-5-7996-2971-7. —  Текст : непосредственный.

ISBN 978-5-7996-2971-7

В пособии дается обзор экспериментальных данных, существенных 
для построения динамической теории мартенситных превращений. Особое внимание уделено данным, относящимся к γ-α превращению в сталях 
и сплавах на основе железа. Отмечается принципиальная роль неравновесных условий протекания превращения и фактов, свидетельствующих 
о сверхзвуковой скорости роста кристаллов мартенсита.
Адресовано студентам, магистрантам, аспирантам и специалистам 
в области физики твердого тела, физического материаловедения и физического металловедения.
УДК 544.2(07)
ББК 22.3я7

УДК 544.2(07)
ББК 
22.3я7
 
Ч305

© Чащина В. Г., Кащенко М. П., 2020
ISBN 978-5-7996-2971-7 
© Издательство Уральского университета, 2020

Ре ц е н з е н т ы:
С. Д. Прокошкин, д-р физ.-мат. наук, профессор, главный научный сотрудник 
кафедры обработки металлов давлением Национального исследовательского 
технологического университета «МИСиС» (Москва)
С. П. Беляев, д-р физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник кафедры 
теории упругости Санкт-Петербургского государственного университета 
(Санкт-Петербург)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 
5
1. Характерные признаки самопроизвольного  
(при охлаждении) γ-α мартенситного превращения 
10
1.1. Количественные характеристики мартенситного  
превращения как фазового перехода I рода 
11
1.2. Морфологические признаки 
 γ-α мартенситного превращения 
13
1.3. Кинетические признаки γ-α мартенситного превращения 
16
1.4. Скорость роста кристаллов мартенсита  
при γ-α мартенситном превращении 
17
2. Устойчивость решетки вблизи температуры Ms 
23
3. Проблема зародышеобразования  
при γ-α мартенситном превращении 
26
3.1. Эксперименты с малыми частицами 
26
3.2. Гетерогенная природа зарождения 
27
3.3. О предмартенситных состояниях 
28
3.4. Замечание о дислокационных моделях зародыша  
новой фазы и роста кристалла 
29
4. Влияние внешнего магнитного поля на температуру начала 
мартенситного превращения 
30
5. Ориентационный эффект во внешнем магнитном поле 
32
6. Существование критического размера зерна для протекания 
мартенситного превращения 
33
7. Влияние химического состава на протекание мартенситного 
превращения 
35

7.1. Различие темпов изменения температуры  
Ms в случаях сплавов замещения и внедрения 
35
7.2. Наличие нескольких «ступеней» Ms  
в зависимости от скорости охлаждения 
36
7.3. Зависимость «ступеней» Ms  
от концентрации легирующего элемента 
37
Выводы 
38
Вопросы для самоконтроля 
39
Библиографические ссылки 
41

ВВЕДЕНИЕ

Верно определяйте слова, и вы 
освободите мир от половины недоразумений.
Рене Декарт

Мы не случайно вынесли в эпиграф слова выдающегося математика и основателя рациональной методологии Р. Декарта, поскольку 
лишь после введения основных понятий для данного раздела науки 
можно предметно обсуждать как сложившуюся систему представлений, так и проблемные вопросы, в эту систему не укладывающиеся. 
Роль подобных вопросов чрезвычайно велика, так как ответы на них 
задают естественные направления развития (точки роста) данной 
отрасли знаний.
Начнем с самых общих утверждений:
 
— мир материален, т. е. обладает свойствами (законами), существующими объективно (независимо от сознания исследователя);
 
— все объекты материального мира взаимодействуют между 
собой;
 
— физика —  наука о взаимодействии объектов материального 
мира, т. е. фундамент всего естествознания.
Отсюда очевидно, что в естествознании нет ни одного вопроса, 
не связанного с физикой. В частности, физика конденсированного 
состояния изучает совокупность свойств вещества, находящегося 
в твердом и жидком состоянии.
Вещество при изменении внешних параметров (прежде всего 
температуры и давления) способно испытывать фазовые превращения, например, из одного агрегатного состояния в другое: переходы 
жидкость → твердое тело (кристаллизация) или твердое тело → 
жидкость (плавление), жидкость → газ (кипение), газ → жидкость