Crystallographic theory of the martensitic transformation
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Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM)
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The martensitic transformation is one of the most researched topics in the materials science during the 20th century. The second half of this century was mainly remembered by the development of several theories related with the kinetics of phase transformation, the mechanisms involved in the nucleation phenomenon, and the way as the crystallographic change is produced. In this paper are described the fundamental concepts that are defined in the crystallographic framework of the martensitic transformation. The study is focused on the application of the most outstanding crystallographic models: the Bain; the Wechsler, Lieberman & Read; and the Bowles & Mackenzie. The topic is presented based upon the particular features of the martensitic transformation, such as its non-diffusional character, type of interface between parent (austenite) and product (martensite) phases, the formation of substructural defects, and the shape change; all of these features are mathematically described by equations aimed to predict how the transformation will take place rather than to explain the actual movement of the atoms within the structure. This mathematical development is known as the Phenomenological Theory of Martensite Crystallography (PTMC).
La transformación martensítica es uno de los temas más investigados en la ciencia de los materiales durante el siglo XX. Precisamente la segunda parte de ese siglo se destacó por el desarrollo de diversas teorías relacionadas con la cinética de la transformación de esta fase, los mecanismos de nucleación y la forma como se produce el cambio de la estructura cristalina. En este trabajo se realiza la descripción de los diferentes conceptos que definen la cristalografía de la transformación martensítica, centrándose en la construcción y aplicación de los modelos cristalográficos más destacados: el modelo de Bain; el modelo de Wechsler, Lieberman y Read; y el modelo de Bowles y Mackenzie. Este desarrollo será realizado con base en características particulares de la transformación martensítica como su carácter no difusional, el tipo de intercara entre la fase madre (austenita) y la fase producto (martensita), la formación de la subestructura de defectos y el cambio de forma; todas estas descritas por medio de ecuaciones matemáticas que buscan predecir cómo se dará la transformación, más que en explicar el movimiento real de los átomos dentro de la estructura. Este desarrollo es conocido como la Teoría Fenomenológica de la Cristalografía de la Martensita (TFCM).
La transformación martensítica es uno de los temas más investigados en la ciencia de los materiales durante el siglo XX. Precisamente la segunda parte de ese siglo se destacó por el desarrollo de diversas teorías relacionadas con la cinética de la transformación de esta fase, los mecanismos de nucleación y la forma como se produce el cambio de la estructura cristalina. En este trabajo se realiza la descripción de los diferentes conceptos que definen la cristalografía de la transformación martensítica, centrándose en la construcción y aplicación de los modelos cristalográficos más destacados: el modelo de Bain; el modelo de Wechsler, Lieberman y Read; y el modelo de Bowles y Mackenzie. Este desarrollo será realizado con base en características particulares de la transformación martensítica como su carácter no difusional, el tipo de intercara entre la fase madre (austenita) y la fase producto (martensita), la formación de la subestructura de defectos y el cambio de forma; todas estas descritas por medio de ecuaciones matemáticas que buscan predecir cómo se dará la transformación, más que en explicar el movimiento real de los átomos dentro de la estructura. Este desarrollo es conocido como la Teoría Fenomenológica de la Cristalografía de la Martensita (TFCM).