Общая характеристика превращения переохлажденного аустенита (диаграмма изотермического превращения аустенита)

Общая характеристика превращения переохлажденного аустенита (диаграмма изотермического превращения аустенита)

        Если сталь со структурой аустенита, полученной в результате нагрева до температуры выше Ас₃ или выше А_cm переохладить ниже температуры Ar₁, то аустенит оказывается в метастабильном состоянии и претерпевает превращения.         Для изучения изотермического превращения аустенита небольшие образцы стали нагревают до температур, соответствующих существованию стабильного аустенита, а затем быстро охлаждают (переохлаждают аустенит) до температур ниже Аr₁, например до 700, 600, 500, 400, 300⁰С и. т. д. и выдерживают при этой температуре до полного распада аустенита.         Как видно из рис. 1а в течении некоторого промежутка времени (Н₁, Н₂, Н₃) распад аустенита экспериментально не фиксируется. Этот период называется инкубационным. По истечению времени аустенит начинается распадаться образование более стабильных структур. Через некоторое время (К₁, К₂, К₃) процесс распада полностью заканчиваются или приостанавливается. Построение таких кривых после охлаждения до разных температур (t₁,t₂,t₃ и т.д.) позволяет получить диаграмму изотермического превращения аустенита (рис. 1б)         В диаграмме изотермического превращения кривая 1 характеризует начало распада аустенита, кривая 2 показывает время, необходимое для полного распада аустенита. Длительность инкубационного периода характеризует устойчивость переохлажденного аустенита. С увеличением переохлаждения его устойчивость быстро уменьшается, достигая минимума (t₂), и далее вновь возрастает.         Уменьшение устойчивости аустенита и роста скорости его превращения с увеличение скорости переохлаждения объясняется с возрастанием разности свободных энергий Гиббса аустенита и образующимися фазами (структурой).         При этом, как мы указывали выше, уменьшается размер критического зародыша, способного к росту, и возрастает количество объема в исходном аустените, в которых могут возникнуть зародыши новой фазы. Повышение устойчивости аустенита и уменьшение скорости его превращения при больших степенях переохлаждения вызывается снижением скорости образования и роста новых фаз вследствие замедления процесса диффузии.          При переохлаждении аустенита до температуры, равной или ниже точки М_н, диффузионные процессы полностью подавляются. При более низких температурах протекает бездиффузионное превращение аустенита в структуру закаленной стали - мартенсит.         В зависимости от степени переохлаждения аустенита различают три области или три ступени превращения: перлитную, промежуточного превращения (промежуточного между перлитным и мартенситным превращением) и мартенситную.         Знание этих превращений важно для решения многих практических задач, Перлитное превращение протекает в процессе отжига стали, а мартенситное – при закалке стали. Промежуточное превращение важно для понимания так называемой изотермической закалки стали.