Материаловедение в машиностроении

Как и при кристаллизации из жидкой фазы, чтобы полиморфное превращение протекало, нужно некоторое переохлаждение (или перенагрев) относительно равновесной температуры для возникновения разности энергий Гиббса между исходной и образующейся новой модификациями. В твердом металле в отличие от жидкого возможно достижение очень больших степеней переохлаждения. Полиморфное превращение по своему механизму — кристаллизационный процесс, осуществляемый путем образования зародышей и последующего роста. При полиморфном превращении кристаллы (зерна) новой полиморфной формы растут в результате неупорядоченных, взаимно связанных переходов атомов через границу фаз. Отрываясь от решетки исходной фазы (например,  ), атомы по одиночке или группами присоединяются к решетке новой фазы (  ), и, как следствие этого, граница зерна  -модификации передвигается в сторону зерна  -модификации, «поедая» исходную фазу. Зародыши новой модификации наиболее часто возникают на границах зерен исходных кристаллитов. Вновь образующиеся кристаллы закономерно ориентированы по отношению к кристаллам исходной модификации. В результате полиморфного превращения образуются новые кристаллические зерна, имеющие другой размер и форму, поэтому такое превращение также называют перекристаллизацией . Полиморфное превращение сопровождается скачкообразным изменением всех свойств металлов или сплавов: удельного объема, теплоемкости, теплопроводности, электрической проводимости, магнитных и химических свойств и т.д. Полиморфизм железа играет огромную роль при различных способах обработки и переработки сталей, особенно при сварке сталей . Железо – металл с температурой плавления 1539°С. Железо полиморфно: имеет три модификации: α, γ, δ. Модификации α и δ имеют объемно- центрированную решетку (ОЦК). Высокотемпературная модификация δ - Fe существует от температуры 1392°С до температуры плавления. Она не играет 34