Анализ тетрагональности кристаллической решётки мартенсита сплавов Fe-C в модели жёстких атомов-шаров

Модель укладки твердых атомов-сфер использована в статье для выяснения ряда вопросов, затрагивающих мартенситное превращение в углеродистых сталях. Рассмотрена деформация, которая возникает, когда сферический атом углерода с радиусом 0,77 Å помещают в октаэдрическую пору z-подрешетки внедрения железа. Показано, что смещения атомов железа, лежащих на оси oz, оказывается столь значительными, что они блокируют от возможного заполнения две ближайшие следующие октаэдрические поры. Они будут деблокированы только в том случае, когда четыре атома углерода займут аналогичные поры на ребрах элементарной ячейки и вновь удалят атомы железа от заблокированных пор. Был сделан расчет количества атомов углерода в элементарной ячейке в зависимости от содержания углерода в стали. Оказалось, что количество атомов углерода в ячейке равное 0,5 достигается при концентрации углерода 5,13 масс. %. Следовательно, практически у всех закаленных конструкционных и инструментальных сталей в среднем не происходит заполнения даже одной октаэдрической поры в центре грани. В рамках данной модели рассчитаны параметры решетки a и c, которые сопоставлены с экспериментальными данными, полученными академиком Г.В. Курдюмовым. Показано их очень хорошее согласие для параметра c и менее точное - для параметра a, что, с нашей точки зрения, обусловлено отсутствием информации о коэффициенте Пуассона для процессов в атомном масштабе. Разработан метод определения параметров решётки идеального мартенсита, у которого все z-поры заняты атомами углерода.