Фазовые превращения и хрупкость системы "железо—вакансии" в полях упругих напряжений

Abstract

Роль упругих напряжений в формировании структурно-фазовых состояний в неравновесных системах «железо—вакансии» и «железо—вакансии—углерод» исследована теоретически. Построена петля гистерезиса, описывающая процесс γ ⇆ α-превращений в поле упругих напряжений. Поле нормировано как «температурно-силовое», каждая точка которого отвечает определенному упруго напряженному состоянию и конкретному фазовому составу сплава. Силовые условия неравновесных мартенситных γ ⇆ α-превращений в этом пространстве определяются вектором, соединяющим любые две точки, лежащие на противоположных ветвях петли гистерезиса. Предложен новый подход к определению температуры хрупко-вязкого перехода ОЦК-металлов и условий проявления сверхпластичности. Модель может быть использована для описания фазовых превращений и прогнозирования работоспособности материалов в сложных «температурно-силовых» полях, включая реакторное облучение.

Роль пружніх напружень у формуванні структурно-фазових станів у системах «залізо—вакансії» та «залізо—вакансії—вуглець» досліджено теоретично. Побудовано петлю гістерези, яка описує процес γ ⇆ α-перетворень у полі пружніх напружень. Поле нормовано як «температурно-силове», кожна точка якого відповідає певному пружньо-напруженому стану й конкретному фазовому складу стопу. Силові умови нерівноважних мартенситних γ ⇆ α-перетворень визначаються вектором, який з’єднує будьякі точки, що лежать на протилежних гілках петлі гістерези. Запропоновано новий підхід до визначення температури крихко-в’язкого переходу ОЦК-металів і умов прояву надпластичности. Модель може бути використаний для прогнозування працездатности матеріялів у складних «температурно-силових» полях, включаючи реакторне опромінення.

The role of elastic stresses in the structure—phase states formation in the ‘iron—vacancy’ and ‘iron—vacancy—carbon’ systems is investigated theoretically. The hysteresis loop describing γ ⇆ α-transformations in a field of elastic stresses is plotted. The field is normalized as ‘temperature—stress’ one. Its each point corresponds to both the certain elastically stressed state and the concrete phase composition of an alloy. Force conditions of nonequilibrium martensitic γ ⇆ α-transformations are defined by a vector, which connects any two points lying on opposite branches of the loop. The new approach to definitions of the brittle—ductile-transition temperature for the b.c.c. metals and conditions of superplasticity is proposed. The model can be used for the description of phase transformations and forecasting of serviceability of materials in complex ‘temperature—stress’ fields, including the reactor irradiation.