Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2022,  том 19,  №1, 9-16

 

Михаил Петрович Кащенко1, Анна Геннадьевна Семеновых2, Алексей Викторович Нефедов3, Надежда Михайловна Кащенко4, Вера Геннадиевна Чащина5

О роли ориентационных соотношений Питча при γ – α мартенситных превращениях

1,4,5 Уральский федеральный университет им. Первого Президента России Б. Н. Ельцина, ул. Мира, 2, 620002, Екатеринбург, Россия
1,2,3,5 Уральский государственный лесотехнический университет, ул. Сибирский тракт 37, 620100, Екатеринбург, Россия
1 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript †, https://orcid.org/0000-0002-2611-2858
2 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
, https://orcid.org/0000-0003-3467-1833
3 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
, https://orcid.org/0000-0002-1526-9163
4 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
, https://orcid.org/0000-0003-2362-5567
5 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
, https://orcid.org/0000-0002-7480-2562

Ориентационные соотношения (ОС) относятся к совокупности однозначно связанных морфологических признаков, указывающих на кооперативный характер мартенситного превращения (МП). ОС демонстрируют параллельность (или близкую к таковой) соответственных плоскостей фаз и лежащих в плоскостях направлений. При γ – α МП в сплавах на основе железа для сравнительно крупных кристаллов мартенсита наблюдаются ОС Гренингера-Трояно (Г-Т), близкие с идеализированными соотношениями Курдюмова-Закса (К-З) и Нишиямы (Н). Подробно рассмотрен вопрос о возможной роли ОС Питча, зафиксированных в тонких фольгах. В рамках кристаллогеометрического анализа показано, что оснований для выбора деформации Питча в качестве предпочтительной по отношению к традиционным вариантам (бейновская деформация с последующими вращениями) не имеется, так как эта деформация приводит к большому относительному изменению объема при МП. Полярное разложение тензора дисторсии Питча демонстрирует, что деформации растяжения превышают бейновские, являясь причиной высокого значениям объемного эффекта. Сделан качественный вывод о возможной реализации ОС Питча для нанокристаллов, возникающих в сильно искаженном остаточном аустените между относительно крупными кристаллами с ОС Г-Т. Отмечается целесообразность подтверждения образования нанокристаллов в динамической теории МП.

Ключевые слова: мартенситные превращения, ориентационные соотношения, деформация Питча, полярное разложение тензора, нанокристаллы мартенсита.

УДК 536.424.1

DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.01.001


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 19, No.1 (2022) 9-16

 

Mikhail P. Kashchenko1†, Anna G. Semenovykh2, Alexey V. Nefedov3, Nadezhda M. Kashchenko4, Vera G. Chashchina5

On the role of Pitch's orientation relations in γ – α martensitic transformations

1,4,5 Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin, Mira Str., 19, Yekaterinburg, 620002, Russia
1,2,3,5 Ural State Forest Engineering University, Sybirskyi Tract Str., 37, Yekaterinburg, 620100, Russia
1 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript †, https://orcid.org/0000-0002-2611-2858
2 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
, https://orcid.org/0000-0003-3467-1833
3 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
, https://orcid.org/0000-0002-1526-9163
4 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
, https://orcid.org/0000-0003-2362-5567
5 Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
, https://orcid.org/0000-0002-7480-2562

Orientational relations (OR) refer to a set of uniquely related morphological features indicating the cooperative nature of the martensitic transformation (MT). ORs demonstrate parallelism (or close to that) of the corresponding phase planes and directions lying in the planes. For γ – α MP in iron-based alloys with relatively large crystals of martensite, Groeninger-Troyano (GT) ORs are observed, which are close to the idealized Kurdyumov-Zaks (K-Z) and Nishiyama (N) ratios. The question of the possible role of Pitch ORs fixed in thin foils is considered in detail. Within the framework of crystal geometric analysis, it was shown that there are no grounds for choosing the Pitch deformation as preferable in relation to the traditional variants (Bain deformation with subsequent rotations), since this deformation leads to a large relative change in volume under MT. The polar decomposition of the Pitch distortion tensor demonstrates that tensile deformations exceed Bain's, causing high values of the volumetric effect. A qualitative conclusion has been made about the possible realization of Pitch OR for nanocrystals arising in strongly distorted retained austenite between relatively large crystals with OR G-Т. The expediency of confirming the formation of nanocrystals in the dynamic theory of magnetic fields is noted.

Keywords: martensitic transformations, orientation relations, Pitch deformation, polar decomposition of the tensor, martensite nanocrystals.