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Overview 15 The microstructure and kinetics of martensite transformations in splat-quenched Fe and FeNi alloys—I. Pure Fe

1982; University of Toronto Press; Volume: 30; Issue: 2 Linguagem: Inglês

10.1016/0001-6160(82)90213-9

1878-0768

F. Duflos, Robert S. Cantor,

Microstructure and mechanical properties

The microstructure and microhardness of ferrite and martensite in splat-quenched pure iron have been investigated as a function of residual carbon content and cooling rate during splat-quenching. The amount of martensite increases with increasing carbon content and cooling rate, but the correlation is not as strong as might be expected because of variability in the splat-quenching process. These results are discussed in comparison with previous measurements of the critical cooling rate for martensite formation in solid-state quenched pure iron. Splat-quenched ferritic iron consists of small, equiaxed, ferrite grains, with a high microhardness of ~250 kg mm−2 which can be explained as a result of Hall-Petch strengthening. Splat-quenched martensitic iron consists of fine-scale packets of laths, and a precise Laue-zone electron diffraction technique has been used to determine the lath crystallography. In most packets, crystallographic misorientations between the laths are very small, although occasional twin-related laths are also seen. These results are discussed together with the variety of previous observations of crystallography in ferrous lath martensites. The high microhardness of splat-quenched lath martensite. 600–700 kg mm−2, is caused by a combination of high dislocation density and small lath dimensions. Nous avons étudié la microstructure et la microdureté de la ferrite et de la martensite dans le fer pur hypertrempé en fonction de la teneur en carbone résiduel et de la vitesse de refroidissement au cours de l'hypertrempe. La quantité de martensite augmente avec la teneur en carbone et la vitesse de refroidissement, mais la corrélation n'est pas aussi étroite que l'on pourrait s'y attendre du fait de la mauvaise reproductibilité du processus d'hypertrempe. Nous discutons ces résultats en les comparant à des résultats antérieurs de vitesses de refroidissement critiques pour la formation de martensite dans le fer pur trempé à l'état solide. Le fer ferritique hypertrempé consiste en petits grains ferritiques equiaxes de forte microdureté, ce que l'on peut attribuer au durcissement de Hall et Petch. L'acier martensitique hypertrempé consiste en paquets de lattes à petite échelle, et nous avons utilisé une technique pécise de diffraction des électrons en zones de Laue pour déterminer la cristallographie des lattes. Dans la plupart des paquets, les désorientations cristallographiques entre les lattes sont très faibles, bien que nous ayons parfois observé des lattes en relation de macle. Nous discutons ces résultats ainsi que ceux de nombreuses observations antérieures sur la cristallographie de la martensite en lattes du fer. La forte microdureté de la martensite en lattes d'hypertrempe provient d'une faible dimension des lattes et d'une forte densité de dislocations. Mikrostruktur und Mikrohärte des Ferrits und des Martensits in spritz-abge-schrecktem reinem Eisen wurden in Abhängigkeit von Restkohlenstoffgehalt und Abkühlrate untersucht. Der Martensitanteil nimmt mit Kohlenstoffgehalt und Abkühlungsrate zu: dieser Zusammenhang ist allerdings wegen Schwankungen beim Spritz-Abschrecken nicht so ausgeprägt wie erwartet werden kann. Diese Messungen werden im Vergleich zu früheren Messungen der kritischen Abkühlrate für Martensitbildung beim Abschrecken von Reineisen im festen Zustand diskutiert. Spritz-abgeschrecktes ferritisches Eisen besteht aus kleinen gleichachsigen Ferritkörnern mit hoher Mikrohärte von ~250 kg mm−2, welche eine Folge einer Hall-Petch-Verfestigung ist. Spritz-abgeschrecktes martensitisches Eisen besteht aus feinen Paketen aus Lattenstapeln. Die Kristallografie dieser Stapel wurde mit Elektronenbeugung in verschiedenen Laue-Zonen genau bestimmt. In den meisten Paketen ist die Fehlorientierung unter den einzelnen Latten sehr gering, wenn auch gelegentlich zwillingsverwandte Orientierungen vorkommen.