15. Procese care au loc la transformarea austenitei deformate plastic la cald n martensit si a martensitei la revenire

1. Transformarea martensitic a austenitei deformate plastic la caldStarea structural a austenitei deformat plastic la cald, caracterizat n principal printr-o substructur cu o mare densitate de dislocatii, determin modificri n cinetica si morfologia transformrii la rcirea rapid la martensit. Se cunoaste faptul c transformarea martensitic la oteluri se produce printr-un mecanism bazat pe deplasri ale atomilor pe distante mici, mult inferioare distantei pe care s-ar deplasa prin difuzie. Martensita germineaz n anumite regiuni cu continut sczut de carbon ale austenitei, ca efect al fluctuatiilor statistice de compozitie si existentei imperfectiunilor retelei cristaline, n special dislocatii.Deoarece n austenita deformat plastic la cald probabilitatea preexistentei unor germeni este mai mare, rezult c transformarea martensitic este favorizat n cazul austenitei deformate fat de austenita nedeformat.Defectele de retea constituie locuri preferentiale pentru formarea martensitei, iar prezenta tensiunilor interne influenteaz transformarea prin modificarea pozitiei punctului MS spre temperaturi mai ridicate.Dac austenita se caracterizeaz printr-o substructur de ecruisare la cald, cu o densitate mare de dislocatii libere, atunci intervalul MS Mf se deplaseaz ctre valori mai ridicate ale temperaturii, ceea ce nseamn o proportie mai mare de martensit n cursul transformrii si o proportie de austenit rezidual mai mic.Dac austenita are o substructur extins, cu subgrunti mici, cu sublimite stabile, intervalul de temperatur MS Mf se deplaseaz n jos, ctre valori mai mici, ceea ce atrage dup sine scderea proportiei de martensit si cresterea proportiei de austenit rezidual n structur. In cazul TTMTI cercetrile demonstraz c proportia de martensit format la trecerea prin temperatura MS este mai mare dup tratamentul termomecanic la martensit fat de clirea obisnuit, iar dispunerea acelor de martensit n structur este mai regulat (mai orientat) fat de clirea obisnuit, unde dispunerea acestor formatiuni este mai dispers. In cazul unor oteluri microaliate cu niobiu s-a constatat c austenita deformat determin o scdere a numrului pachetelor, ele avnd dimensiuni mai mari pe msur ce gradul de deformare creste. Pachetele devin mai lungi, mai nguste si au limitele ondulate (fig.3.12).Martensita rezultat dup tratamentul termomecanic de temperatur nalt si clire, prezint o usoar textur fat de directia de laminare si este mult mai fin si mai maclat.Martensita in sipci se formeaza din austenita deformata n lungul planelor {111} ale austenitei , care devin planele {110} ale martensitei. Prezenta acestor limite de pachete sau blocuri ondulate, poate fi o explicatie a tenacittii mai ridicate a martensitei obtinuta din austenita deformata fat de cea obtinut din austenita nedeformata. Este posibil ca propagarea fisurilor s fie oprit chiar de planele de clivaj {001} ondulate, ale martensitei. Fig.3.12 Microstructura martensitei in sipci pentru un otel cu Nb; austenitizare la 1573 K, clire n ap a din austenita nedeformat; b din austenita deformat.[10]

Factori care influenteaz transformarea martensitic a austenitei deformat plastic la calda) Gradul de deformare a austenitei are o influen complex asupra vitezei de transformare A M, n sensul c la grade mici de deformare transformarea este activat, la grade medii este frnat, iar la grade mari este accelerat pe msur ce crete gradul de deformare. Temperatura MS este influentat de gradul de deformare al austenitei dac deformarea s-a efectuat la temperaturi superioare celei la care poate ncepe transformarea martensitic (fig.3.13).Fig.3.13 Influena gradului de deformare asupra poziiei temperaturii MS a austenitei deformate la cald (oel 42Ni26 deformat la 300C).[1]

Gradul de deformare modific dimensiunile blocurilor sau pachetelor martensitei.Comportarea austenitei deformate plastic la cald depinde de durata de mentinere post deformationala: la durate mici se produc transformri cu vitez mic; la durate mari au loc fenomene ce decurg cu difuzie ( deci n timp), respectiv restaurare si / sau recristalizare static, ce modific structura austenitei, influennd transformarea martensitic.

2. Revenirea martensitei dup TTMT. Faza final a TTMT o reprezint cel mai des revenirea joas a martensitei de clire, prin care se urmrete : eliminarea (atenuarea) tensiunilor de clire macro i microscopice (ceea ce reduce riscul fisurrii sau al ruperii pretimpurii a pieselor); - redistribuirea defectelor retelei cristaline prin restaurare; - difuzia i redistribuirea atomilor de carbon dizolvai n austenita de clire - descompunerea martensitei de clire si formarea de carburi metastabile de tip ; - transformarea carburii metastabile n cementit; - transformarea austenitei reziduale n martensit de revenire; - coalescenta precipitatelor de carburi.Descompunerea martensitei este accelerat sau frnat n functie de compozitia chimic si parametrii tehnologici, astfel:- descompunerea este accelerat de creterea temperaturii, alierea otelului, de exemplu cu nichel i cresterea gradului de deformare;- descompunerea este frnat prin alierea cu aluminiu, crom, mangan, molibden wolfram, titan i cobalt. n oeluri cu carbon sczut i cu temperatura MS ridicat, descompunerea ncepe nc n procesul de rcire la clire, adic se produce o autorevenire.

400 500 600 700 Taust[C]0,4-0,3-0,2In figura 3.15 este prezentat variatia dimensiunii cristalului de martensit de revenire (ltimea) n functie de temperatura de revenire.

Fig. 3.15. Influenta temperaturii de revenire asupra dimensiunii cristalelor de martensita de revenire. fr TTMTI; cu TTMTI, = 30%; = 0,5/ s-1; Tdef = 900 C.

La revenire, martensita obtinut din austenita deformat plastic la cald se descompune mai repede, dac substructura austenitei a fost de ecruisare la cald si / sau poligonizare incomplet, fat de cazul austenitei poligonizate complet si / sau recristalizate dinamic sau static.