Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2022,  том 19,  №1, 25-31

 

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

Динамическая модель нанокристаллической реализации γ – α мартенситного превращения при повышенном значении объемного эффекта

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

Для γ – α мартенситного превращения (МП) в сплавах на основе железа выполнен анализ возможности волнового управления ростом мартенситных кристаллов для случаев повышенного значения относительного увеличения объема. В качестве базовых для сравнения с типичной бейновской деформацией используются главные деформации, соответствующие тензору дисторсии Питча. Основное внимание уделяется анализу мартенситных кристаллов стержневидной формы, рост которых управляется тремя продольными волнами, распространяющимися вдоль ортогональных осей симметрии четвертого порядка. Показано, что согласование с величинами главных деформаций достигается при учете закона дисперсии волн. Отмечается возможность описания подобных деформаций  в схемах трехмерной деформации, включающей тонкую структуру двойников превращения и предельный вариант формирования вырожденной дислокационной структуры. Однако данные о межфазных ориентационных соотношениях Питча хорошо согласуются именно с трех-волновой схемой формирования стержневидных кристаллов. Причем групповая скорость, как минимум, одной из волн относится к коротковолновому диапазону, что приводит к размеру управляющего волнового фронта в направлении деформации сжатия ≈ 1,6 нм. Учет стержневидного морфотипа нанокристаллов мартенсита представляется перспективным при интерпретации механизма образования периферической зоны линзовидных кристаллов.

Ключевые слова: мартенситные превращения, деформация Питча, волновое управление ростом кристалла, закон дисперсии волн, стержневидные нанокристаллы.

УДК 536.424.1

DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.01.003


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 19, No.1 (2022) 25-31

 

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

For the γ – α martensitic transformation (MT) in iron-based alloys, an analysis is made of the possibility of wave control of the growth of martensite crystals for cases of an increased value of the relative increase in volume. The principal deformations corresponding to the Pitch distortion tensor are used as the basis for comparison with the typical Bane deformation. The main attention is paid to the analysis of rod-shaped martensitic crystals, the growth of which is controlled by three longitudinal waves propagating along orthogonal axes of symmetry of the fourth order. It is shown that agreement with the values of the main deformations is achieved when the law of wave dispersion is taken into account. The possibility of describing such deformations in three-dimensional deformation schemes, including the fine structure of transformation twins and the limiting variant of the formation of a degenerate dislocation structure, is noted. However, the data on the Pitch interfacial orientational relations are in good agreement with the three-wave scheme of the formation of rod-like crystals. Moreover, the group velocity of at least one of the waves belongs to the short-wavelength range, which leads to the size of the control wavefront in the direction of compression deformation ≈ 1.6 nm. Taking into account the rod-like morphotype of martensite nanocrystals seems promising in interpreting the mechanism of formation of the peripheral zone of lenticular crystals.

Keywords: martensitic transformations, Pitch deformation, wave control of crystal growth, wave dispersion law, rod-shaped nanocrystals.