De vormverandering

Een atomic force microscope beeld van het mooie oppervlaktereliëf dat ontstaat wanneer bainiet groeit in een vooraf gepolijst monster. Merk de scherpe tippen van de plaatjes op die ervoor zorgen dat het bainiet van de austeniet kan onderscheiden worden. De austeniet vervormde plastisch door de rek die tijdens de transformatie optrad. Naar Swallow en Bhadeshia, Materials Science and Technology, volume 12 (1996) 121-125. Een atomic force microscope is nodig omdat de plaatjes te fijn zijn om zichtbaar gemaakt te worden met behulp van de traditionele licht interferentie microscopie (b.v. Tolansky).

Het oppervlaktereliëf is een invariante vlakvervorming (IPS), die een gevolg is van de bainietvorming en een grote afschuifvervormingscomponent heeft (0.24) tesamen met een volumerek (0.03), deze beide rekken worden door de transformatie veroorzaakt Figuur. Daardoor treedt er een gecoördineerde beweging van de atomen op tijdens de transformatie. Consistent hiermee hebben hoge resolutie technieken aangetoond dat het ijzer en de substitutioneel opgeloste atomen zoals Mn, Si, Ni, Mo en Cr, tijdens de transformatie onbeweeglijk op hun plaats blijven Figuur. De verandering in kristalstructuur wordt bijgevolg bereikt door een vervorming van het austenietkristal. Wanneer de rek in het elastisch gebied blijft, stijgt de rekenergie van het bainitisch ferriet tot ongeveer 400 J/mol. Een deel van deze rek kan gerelaxeerd worden door plastisch vervormen van het naburige austeniet.

Deze foto’s werden genomen met atomaire resolutie, hoewel de reproductie hier geen eer doet aan het originele werk. (a) Een veldionenmicrostructuur van het verticaal grensvlak tussen austeniet en bainiet. (b) Een beeld waarbij enkel gebruik gemaakt wordt van de ijzeratomen. (c) Een beeld enkel gebruikmakend van de siliciumatomen. (d) Een beeld waarbij enkel gebruik gemaakt wordt van de koolstofatomen. De substitutionele atomen zijn duidelijk bevroren tijdens de transformatie. Naar Bhadeshia en Waugh, Acta Metallurgica, volume 30 (1982) 993-998.

De beweging van interstitiële atomen tijdens de verandering in kristalstructuur heeft geen invloed op de ontwikkeling van het oppervlaktereliëf. De waarneming van het reliëf kan daarentegen geen informatie verschaffen over het feit of koolstof al of niet diffundeert tijdens de transformatie.