Свойства мартенсита

Мартенсит – твердая и прочная структура. Попытки объяснить большую твердость закаленной стали какой-либо одной причиной экспериментально не подтвердились. Упрочнение при закалке стали на мартенсит является результатом действия нескольких механизмов торможения дислокаций. Твердость мартенсита тем выше, чем больше в нем углерода. При содержании в стали 0,1% С твердость мартенсита составляет HR С30, при 0,7% С твердость мартенсита достигает максимального значения НR С65 и при дальнейшем повышении концентрации углерода существенно не увеличивается. Чем выше твердость мартенсита, тем, как правило, ниже пластичность и вязкость. Однако при одинаковой твердости показатели пластических и вязких свойств могут сильно колебаться в зависимости от структуры и размеров пластин мартенсита.

Для получения высокого комплекса механических свойств следует стремится к тому, чтобы после закалки получалась мелкоигольчатая мартенситная структура, что достигается при исходной мелкозернистой структуре.

Каждый кристалл мартенсита состоит из большого числа блоков. Дробление блоков происходит вследствие больших микронапряжений, возникающих в результате объемных изменений при Fe →Fe - превращении. Высокие напряжения в кристаллической тетрагональной кристаллической решетке мартенсита, атомы углерода, внедренные в эту решетку, а также большое количество границ блоков, межзеренные границы – все это является препятствием перемещению дислокаций и приводит к упрочнению, но и снижению пластичности, вязкости.

Мартенсит, содержащий свыше 0,35% С, обладает пониженным сопротивлением развитию трещины и разрушается хрупко.

Увеличение удельного объема при образовании мартенсита является одной из основных причин возникновения при закалке больших внутренних структурных напряжений, вызывающих коробление изделий или даже появление трещин. Наибольшее увеличение объема наблюдается у эвтектоидной стали (объем увеличивается на 1,13%), поэтому она наиболее чувствительна к закалочным трещинам и деформация. В заэвтектоидной стали увеличивается количество остаточного аустенита, что способствует меньшему увеличении, удельного объема и релаксации напряжений.