Большая Советская Энциклопедия (МА)

Мартенси'т , структура кристаллических твёрдых тел, возникающая в результате сдвигового бездиффузионного полиморфного превращения при охлаждении (см. Мартенситное превращение ). Назван по имени немецкого металловеда А. Мартенса (A. Martens; 1850—1914). В результате деформации решётки при этом превращении (так называемого кооперативного сдвига) на поверхности металла появляется рельеф; в объёме же возникают внутренние напряжения и происходит пластическая деформация, которые и ограничивают рост кристалла. Скорость роста достигает 10³ м/сек и не зависит от температуры, поэтому скорость образования М. обычно лимитирует зарождение кристаллов. Противодействие внутренних напряжений смещает зарождение кристаллов много ниже точки термодинамического равновесия фаз и может остановить превращение при постоянной температуре; в связи с этим количество возникшего М. обычно растет с увеличением переохлаждения. Поскольку упругая энергия должна быть минимальной, кристаллы М. принимают форму пластин (на шлифе — иголок), правильно ориентированных относительно исходной решётки. Внутренние напряжения снимаются также пластической деформацией, поэтому кристалл содержит много дислокаций (до 10¹² см^-2 ) либо разбит на двойники толщиной 10—100 нм (100—1000 ). Внутризёренные границы и дислокации упрочняют мартенсит. М. — типичный продукт низкотемпературных полиморфных превращений в чистых металлах (Fe, Со, Ti, Zr, Li и др.), в твёрдых растворах на их основе, в интерметаллидах (например, CuZn, Cu₃ Al, NiTi, V₃ Si, AuCd).

  М. в стали — пересыщенный раствор Fe—C, получающийся при закалке из аустенита . Упорядоченное размещение атомов углерода (в результате мартенситного сдвига) превращает объёмноцентрированную решётку a-железа из кубической в тетрагональную. Её искажения около внедрённых атомов вызывают упрочнение. Тетрагональность и упрочнение растут с концентрацией углерода (твёрдость — до 1000 HV). Углеродистый М. — основная структурная составляющая большинства высокопрочных сталей. Концентрация углерода в твёрдом растворе и субзёренная структура М. изменяются при отпуске , используемом для повышения пластичности стали. Углерод — важнейший фактор прочности М. в стали; прочность безуглеродистой мартенситно-стареющей стали обусловлена выделениями интерметаллидов при старении (см. Старение металлов ). Физическая природа М. Fe—С как раствора внедрения, происхождение его высокой прочности, сущность механизма и закономерности кинетики образования М. установлены Г. В. Курдюмовым .

  Лит . см. при статье Мартенситное превращение .

  М. А. Штремель.

Мартенситное превращение

Мартенси'тное превраще'ние , полиморфное превращение (см. Полиморфизм ), при котором изменение взаимного расположения составляющих кристалл атомов (или молекул) происходит путём их упорядоченного перемещения, причём относительные смещения соседних атомов малы по сравнению с междуатомным расстоянием. Перестройка кристаллической решётки в микрообластях обычно сводится к деформации её ячейки, и конечная фаза М. п. может рассматриваться как однородно деформированная исходная фаза. Величина деформации мала (~1—10 %) и соответственно мал, по сравнению с энергией связи в кристалле, энергетический барьер, препятствующий однородному переходу исходной фазы в конечную. Необходимое условие М. п., которое развивается путём образования и роста областей более стабильной фазы в метастабильной, — сохранение упорядоченного контакта между фазами. Упорядоченное строение межфазных границ при малости барьера для однородного фазового перехода обеспечивает их малую энергию и высокую подвижность. Как следствие, избыточная энергия, необходимая для зарождения кристаллов новой фазы (мартенситных кристаллов), мала и при некотором отклонении от равновесия фаз становится сопоставимой с энергией дефектов, присутствующих в исходной фазе. Поэтому зарождение мартенситных кристаллов происходит с большой скоростью и может не требовать тепловых флюктуаций. Вследствие воздействия образовавшейся фазы на исходную фазу энергетический барьер для перемещения границы фаз существенно меньше, чем для однородного перехода; при небольших отклонениях от равновесия он исчезает — кристалл растет со скоростью порядка звуковой и без тепловой активации (превращение возможно при температурах, близких к абсолютному нулю).