Бездифузиона трансформација

Бездифузиона трансформација, позната као измештајућа трансформација, означава промене чврстог стања у кристалној структури које не зависе од дифузије атома на велике удаљености. Уместо тога, ове трансформације се манифестују као резултат синхронизованих померања атомских позиција, при чему атоми пролазе кроз померања на растојањима мањим од размака између суседних атома, уз очување њиховог релативног распореда. Пример таквог феномена је мартензитна трансформација, приметна појава уочена у контексту челичних материјала. Термин „мартензит” је првобитно скован да опише крути и фино дисперговани састојак који се појављује у челицима који су подвргнути брзом хлађењу. Накнадна истраживања су открила да други материјали осим легура гвожђа, као што су легуре обојених гвожђа и керамика, такође могу да пролазе кроз бездифузионе трансформације. Сходно томе, термин „мартензит” је еволуирао да обухвати резултирајући производ који произилази из таквих трансформација на инклузивнији начин. У контексту трансформација без дифузије, долази до кооперативног и хомогеног кретања, што доводи до модификације кристалне структуре током промене фазе. Ова кретања су мала, обично мања од њихових међуатомских растојања, а суседи атома остају близу. Систематско кретање великог броја атома навело је неке истраживаче да их назову војним трансформацијама за разлику од фазних промена заснованих на цивилној дифузији, у почетку од стране Фредерика Чарлса Франка и Џона Вајрила Кристијана.^[1]^[2]

Класификација и дефиниције

Феномен у коме се атоми или групе атома координирају како би померили своје суседне пандане, што резултира структурном модификацијом, познат је као трансформација измештања. Опсег измештајућих трансформација је екстензиван, обухватајући разноврстан низ структурних промена. Као резултат тога, осмишљене су додатне класификације како би се пружило нијансираније разумевање ових трансформација.^[3]

Мартензитна трансформација гвожђе-угљеник

Разлика између аустенитног и мартензитног челика је суптилна по природи.^[4] Аустенит показује кубну на лицу центрирану (ФЦЦ) јединичну ћелију, док трансформација у мартензиту подразумева изобличење ове коцке у телесно центриран тетрагонални облик (БЦТ). Ова трансформација се дешава услед процеса измештања, при чему интерстицијски атоми угљеника немају времена да се помере дифузијом.^[5] Сходно томе, јединична ћелија пролази кроз благо издуживање у једној димензији и контракцију у друге две. Упркос разликама у симетрији кристалних структура, хемијска веза између њих остаје слична.

Мартензитна трансформација гвожђе-угљеник доводи до повећања тврдоће. Мартензитна фаза челика је презасићена угљеником и стога подлеже ојачању чврстог раствора.^[6] Слично радно-каљеним челицима, дефекти спречавају да атоми клизе један поред другог на организован начин, узрокујући да материјал постане тврђи.

Псеудо мартензитна трансформација

Поред измештајуће трансформације и дифузионе трансформације, нова врста фазне трансформације која обухвата транзицију измештања подрешетке и атомску дифузију је откривена коришћењем система дифракције рендгенских зрака под високим притиском.^[7] Нови механизам трансформације је назван псеудомартензитна трансформација.^[8]

Референце

^ D.А. Портер анд К.Е. Еастерлинг, Пхасе трансформатионс ин металс анд аллоyс, Цхапман & Халл, 1992, п.172 ISBN 0-412-45030-5
^ 西山善次 (1967). „マルテンサイトの格子欠陥” .... 日本金属学会会報 (на језику: Japanese). 日本金属学会. 6 (7): 497—506. ISSN 1884-5835. doi:10.2320/materia1962.6.497 . Архивирано из оригинала 2023-06-17. г. — преко J-STAGE.
^ Cohen, Morris; Olson, G. B.; Clapp, P. C. (1979). On the Classification of Displacive Phase Transformations (PDF). International Conference on Martensitic Transformations. стр. 1—11.
^ Duhamel, C.; Venkataraman, S.; Scudino, S.; Eckert, J. (мај 2008), „Diffusionless transformations”, Basics of Thermodynamics and Phase Transitions in Complex Intermetallics, Book Series on Complex Metallic Alloys, WORLD SCIENTIFIC, 1, стр. 119—145, Bibcode:2008btpt.book..119D, ISBN 978-981-279-058-3, doi:10.1142/9789812790590_0006, Приступљено 2023-08-11
^ Shewmon, Paul G. (1969). Transformations in Metals (на језику: енглески). New York: McGraw-Hill. стр. 333. ISBN 978-0-07-056694-1.
^ Banerjee, S.; Mukhopadhyay, P. (2007). Phase transformations: examples from titanium and zirconium alloys. Pergamon materials series. Amsterdam ; Oxford: Elsevier/Pergamon. ISBN 978-0-08-042145-2. OCLC 156890507.
^ Chen, Jiuhua; Weidner, Donald J.; Parise, John B.; Vaughan, Michael T.; Raterron, Paul (2001-04-30). „Observation of Cation Reordering during the Olivine-Spinel Transition in Fayalite by In Situ Synchrotron X-Ray Diffraction at High Pressure and Temperature”. Physical Review Letters. American Physical Society (APS). 86 (18): 4072—4075. Bibcode:2001PhRvL..86.4072C. ISSN 0031-9007. PMID 11328098. doi:10.1103/physrevlett.86.4072. Архивирано из оригинала 2023-06-17. г.
^ Leutwyler, Kristin (2. 5. 2001). „New Phase Transition May Explain Deep Earthquakes”. Scientific American. Архивирано из оригинала 2014-11-17. г. Приступљено 2023-06-17.

Literatura

Christian, J.W., Theory of Transformations in Metals and Alloys, Pergamon Press (1975)
Khachaturyan, A.G., Theory of Structural Transformations in Solids, Dover Publications, NY (1983)
Green, D.J.; Hannick, R.; Swain, M.V. (1989). Transformation Toughening of Ceramics. Boca Raton: CRC Press. ISBN 0-8493-6594-5.

Спољашње везе

[1] D.А. Портер анд К.Е. Еастерлинг, Пхасе трансформатионс ин металс анд аллоyс, Цхапман & Халл, 1992, п.172 ISBN 0-412-45030-5

[2] 西山善次 (1967). „マルテンサイトの格子欠陥” .... 日本金属学会会報 (на језику: Japanese). 日本金属学会. 6 (7): 497—506. ISSN 1884-5835. doi:10.2320/materia1962.6.497 . Архивирано из оригинала 2023-06-17. г. — преко J-STAGE.

[Cohen-3] Cohen, Morris; Olson, G. B.; Clapp, P. C. (1979). On the Classification of Displacive Phase Transformations (PDF). International Conference on Martensitic Transformations. стр. 1—11.

[4] Duhamel, C.; Venkataraman, S.; Scudino, S.; Eckert, J. (мај 2008), „Diffusionless transformations”, Basics of Thermodynamics and Phase Transitions in Complex Intermetallics, Book Series on Complex Metallic Alloys, WORLD SCIENTIFIC, 1, стр. 119—145, Bibcode:2008btpt.book..119D, ISBN 978-981-279-058-3, doi:10.1142/9789812790590_0006, Приступљено 2023-08-11

[5] Shewmon, Paul G. (1969). Transformations in Metals (на језику: енглески). New York: McGraw-Hill. стр. 333. ISBN 978-0-07-056694-1.

[6] Banerjee, S.; Mukhopadhyay, P. (2007). Phase transformations: examples from titanium and zirconium alloys. Pergamon materials series. Amsterdam ; Oxford: Elsevier/Pergamon. ISBN 978-0-08-042145-2. OCLC 156890507.

[7] Chen, Jiuhua; Weidner, Donald J.; Parise, John B.; Vaughan, Michael T.; Raterron, Paul (2001-04-30). „Observation of Cation Reordering during the Olivine-Spinel Transition in Fayalite by In Situ Synchrotron X-Ray Diffraction at High Pressure and Temperature”. Physical Review Letters. American Physical Society (APS). 86 (18): 4072—4075. Bibcode:2001PhRvL..86.4072C. ISSN 0031-9007. PMID 11328098. doi:10.1103/physrevlett.86.4072. Архивирано из оригинала 2023-06-17. г.

[8] Leutwyler, Kristin (2. 5. 2001). „New Phase Transition May Explain Deep Earthquakes”. Scientific American. Архивирано из оригинала 2014-11-17. г. Приступљено 2023-06-17.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]