Простейшая схема перестройки решетки ГЦК в ОЦК или ОЦТ была предложена Бейном, рис.1.
Согласно этой схеме в две ячейки ГЦК решетки вписывается ОЦТ решетка с параметрами Cα=aγ с отношением Cα/ aα=√2. Так как у мартенсита степень тетрагональности C/a не превышает 1.09, то, очевидно, для образования мартенсита необходимо сжатие вписанной тетрагональной ячейки вдоль оси Z на 20% и расширение вдоль сторон основания на 12%. Такая простая деформация Бейна не может обеспечить получение нового типа решетки при сохранении формы объема, в пределах которого идет перестройка решетки, без нарушения сплошности на границах исходной и образующейся фаз. Эти условия выполняются, если на наряду с перестройкой решетки по Бейну, которая осуществляется путем деформации с инвариантной плоскостью, являющейся плоскостью габитуса, происходит деформация с инвариантной решеткой. Эта дополнительная деформация может происходить путем дислокационного сдвига или двойникования, рис.2.
Как видно из рис.2а простой сдвиг с инвариантной плоскостью приводит к изменению типа решетки. Однако сопутствующее этому изменение формы приводит к нарушению сплошности на границе раздела фаз слева и сильному искажению – справа. Дополнительная деформация скольжением, рис.2в, или двойникованием, рис.2г, приводит к образованию микроскопических ступенек на боковых габитусных плоскостях, что исключает накопление любых деформаций на протяженных участках межфазной границы. Для сплавов на основе железа наиболее характерны следующие плоскости габитуса {225}γ, {259}γ, {3, 10, 15}γ и {III}γ.
Таким образом, приведенная выше схема Бейна наглядно поясняющая возможность превращения решетки ГЦК→ОЦТ (ОЦК) за счет кратчайших перемещений атомов железа, не позволяет детально описать все особенности формирования кристаллов мартенсита. Это убедительно подтверждается следующими данными. Из соответствия решеток, представленного на рис.1, следует, что [00I]α || [00I]γ, [0I0]α || [II0]γ, [II2]α || [I0I]γ, [0II]α || [III]γ и т.д. Однако такой точный «параллелизм» на самом деле не наблюдается. В настоящее время установлено, что для углеродистых сталей с 0.5 + 1.4%С выполняется ориентационное соотношение Курдюмова-Закса (III)А || (I0I)М и [II0]A || [III]М.
Это означает, что в ГЦК решетке плоскость плотнейшей упаковки {III} близка по атомному строению и плоскости плотнейшей упаковки <I0I> в ГЦК решетке по атомному строению наиболее близко к направлению <III> в ОЦК решетке. Такая взаимная ориентация решеток аустенита и мартенсита наиболее полно удовлетворяет принципу структурного соответствия. В решетке аустенита имеются четыре эквивалентные плоскости типа <II0>. Следовательно, относительного одного положения кристалла аустенита возможны 24 ориентации кристаллов мартенсита, удовлетворяющие соотношению Курдюмова-Закса.
В железо-никелевых сплавах выполняется ориентационное соотношение Нишиямы, которое записывается так (III)А || (I0I)М и [I2I]A || [I0I]М.
Для сплава Fe + 22%Ni + 0.8%C соответствие решеток аустенита и мартенсита описывается ориентационным соотношением Гренингера-Трояно, которое является промежуточным между соотношениями Курдюмова-Закса и Нишиямы.
