7. Макро - и субструктура мартенсита, игольчатый и пакетный мартенсит, тонкая структура мидриба; инвариантность габитусной плоскости.

Кристаллы мартенсита в зависимости от состава стали, а следователь­но, и от температуры своего образования могут иметь различные морфоло­гию и субструктуру. Различают два типа мартенсита - пластинчатый и ре­ечный. Пластинчатый мартенсит образуется в высокоуглеродистых сталях, характеризующихся низкой температурой мартенситной точки. В этом случае кристаллы мартенсита состоят в средней своей части из большого числа микродвойников, образующих среднюю зону повышенной травимости, называемую нередко мидрибом. Его кристаллы представляют собой широкие пластины. В плоскости шлифа они имеют вид игл. Наиболее часто (конструкционные углеродистые и легированные стали) кристаллы мартен­сита имеют форму тонких реек (реечный мартенсит), вытянутых в одном направлении. Чаще образуется и наблюдается пакет из реек. Такой высоко­температурный мартенсит называют массивным, в отличие от игольчатого. Тонкая структура реечного мартенсита сложна и представляет собой запу­танные дислокации высокой плотности при отсутствии двойниковых кри­сталлов.

Пластинчатый мартенсит, который также называют игольчатым, низко­температурным, образуется в высокоуглеродистых сталях и сплавах железа с большим содержанием никеля. Кристаллы пластинчатого мартенсита имеют форму тонких линзообразных пластин, которые в разрезе на шлифе выглядят иглами. Такая форма мартенсита соответствует минимуму энер­гии упругих искажений при его образовании в аустенитной матрице.

Реечный мартенсит, называемый также массивным, высокотемператур­ным, недвойникованным, образуется в закаленных малоуглеродистых и среднеуглеродистых сталях, а также в большинстве конструкционных леги­рованных сталях. Кристаллы этого мартенсита имеют форму тонких реек, вытянутых в одном направлении (отсюда название этой формы мартенси­та). Рейки параллельны и образуют плотный пакет, внутри которого они разделены мало- или высокоугловыми границами. Скорость образования пластин мартенсита объясняет когерентностью и упругим сопряжением двух решеток - образующегося мартенсита и исходной фазы, аустенита. Происходит «скользящее» движение, обусловленное бездиффузионным, кооперативным перемещением атомов на расстояния, меньшие межатом­ных. Так же характерной чертой кинетики мартенситного превращения является его автокаталитичность, напоминающая цепные реакции. На ско­рость роста кристаллов мартенсита оказывает большое влияние плотность дислокаций и механизм их движения - скольжение вместе с границей или переползание. Повышенная плотность дефектов (дислокаций, двойниковых прослоек) оказывает дополнительное влияние и на фазовый наклеп, наблю­дающийся при превращении аустенита в мартенсит (объем мартенсита больше объема аустенита). Кроме того, повышенная плотность дислокаций, особенно их появление на границе фаз, может привести даже к частичному нарушению когерентности.

Габитусная плоскость - это плоскость раздела мартенситной и аусте­нитной фаз. Эта плоскость является плоскостью мартенситной пластины. В следствии деформации эта плоскость сохраняет ориентировку и размеры, которые она имела до перестройки (инвариантная плоскость).