Здесь вырван кусок (так было задумано)элементами, по-видимому, связана с образованием в перлитной области легированных феррита, цементита и даже специальных карбидов. Таким образом, процессы диффузии в легированных сталях более сложны и требуют большего времени. К тому же легирование уменьшает скорость превращения γ-железа в α-железо. Промежуточное (бейнитное) превращение может идти быстро, так как диффузия легирующих элементов при этих температурах практически исключается и состав исходного аустенита и образующегося бейнита один и тот же.
Особенно сильно повышается устойчивость аустенита при одновременном легировании стали несколькими элементами. Например, в низкоуглеродистых сталях, содержащих хром, никель, вольфрам и молибден (18ХНВА и др.), перлитное превращение экспериментально не обнаруживается и аустенит превращается в бейнит и мартенсит. Легирующие элементы (кроме кобальта и алюминия) понижают температуру Мн (рис. 33), уменьшают критическую скорость закалки (кроме Со), и поэтому в некоторых высоколегированных сталях даже при охлаждении на воздухе образуется легированный мартенсит. По диаграммам изотермического распада аустенита можно анализировать процессы фазовых превращений, происходящие при непрерывном охлаждении. Для этого на диаграмму (см. рис. 29) необходимо нанести кривые охлаждения, соответствующие различным режимам — скоростям охлаждения. Минимальная скорость охлаждения, при которой образуется только мартенсит, называется критической скоростью закалки. На диаграмме изотермического превращения аустенита (рис. 29,6) она характеризуется касательной к линии начала распада аустенита (в точке а3).
Превращения в закаленных сталях при отпуске.
Различают три вида превращений при отпуске, сопровождающиеся изменением объема (мартенсит имеет больший объем, чем другие структурные составляющие): 1. При первом превращении (80...200 °С) часть углерода выделяется в виде метастабилыюй фазы — ε-карбида с ГПУ решеткой и формулой, близкой к Fe2C. Пластинки Fe2C имеют толщину в несколько атомных слоев и когерентную связь с мартенситом. Прилегающий к карбидам мартенсит обедняется углеродом, тетрагональность его уменьшается, остальная часть мартенсита имеет прежние состав и тетрагональность. 2. При втором превращении (200...300 °С) распад мартенсита сопровождается распадом остаточного аустенита и перестройкой ε;-карбида в цементит. Распад мартенсита распространяется на весь объем, но даже при нагреве до температуры около 300 °С (в конце второго превращения) мартенсит все еще содержит 0,15...0,20% углерода. Распадается по диффузионному механизму и остаточный аустенит на смесь низкоуглеродистого мартенсита и дисперсных карбидов. Превращение Fe2C → Fe3C нарушает когерентность решеток мартенсита и карбидов. 3. Третье превращение(300...400 °С). характеризуется полным переходом мартенсита отпуска в троостит отпуска — высокодисперсную зернистую механическую смесь феррита с цементитом. При 450...650 °С происходит коагуляция цементитных зерен в результате притока к ним углерода растворившихся мелких карбидов. Получаемая структура — дисперсная, зернистая — и представляет собой механическую смесь феррита с цементитом— сорбит отпуска. В легированных сталях наблюдаются некоторые особенности превращения мартенсита при отпуске: 1. на первую стадию распада мартенсита легирующие элементы не оказывают существенного влияния. 2. при втором превращении мартенсита хром, ванадий, вольфрам, молибден, титан, тантал, кремний и другие легирующие элементы стабилизируют мартенсит, сдвигая его превращение в область более высоких температур. При этом они тормозят и распад остаточного аустенита. 3. третье превращение мартенсита и процессы укрупнения карбидов протекают при более высоких температурах, чем в углеродистых сталях, если легирующие элементы карбидообразующие. Но никель и кобальт ускоряют процесс роста карбидов. При высоких температурах происходит диффузионное перераспределение элементов: образуются легированные (специальные) карбиды, обедняется карбидообразующими и обогащается некарбидообразующими легирующими элементами - твердый раствор.
|
