книги из ГПНТБ / Садовский, В. Д. Структурная наследственность в стали

Следует подчеркнуть, что в .последнем случае речь идет о так называемой первичной рекристаллизации. Естественно, что с повышением температуры или при удлинении выдержки имеет место и собирательная ре­ кристаллизация или рост зерна.

Взависимости от целого ряда факторов — химиче­ ского состава оплава, исходной структуры, скорости на­ грева — может изменяться степень несовпадения указан­ ных выше этапов фазовой перекристаллизации.

Вобласти устойчивого однофазного состояния аус­ тенита имеется критическая температура или, точнее, интервал температур, в котором происходит полное об­

новление структуры в результате рекристаллизации аустенита. Фазовое состояние при этом остается, конеч­ но, неизменным; меняется лишь структура, причем не­ обратимо и в направлении, которое обратно обычному: вместо ожидаемого при повышении температуры или увеличении выдержки укрупнения зерна, зерно измель­ чается.

Последнее обстоятельство избавляет от необходимо­ сти придумывать обозначение для этой «новой» крити­

тельно, рафинировка крупнозернистой структуры, кото­ рую Д. К. Чернов связывал с нагревом выше точки Ь,

закалка), в точке рекристаллизации аустенита, не име­ ющей непосредственного отношения к температуре Асз, отождествляемой обычно с точкой Ь. Мы еще раз вер­ немся к дискуссионному вопросу о физическом смысле и значении точки b Чернова в гл. IX.

104

Представляет, конечно, большой интерес, всегда ли при нагреве стали имеет место первичная рекристалли­ зация аустенита.

Вполне очевидно, что степень внутреннего наклепа, является ли она следствием передачи аустениту части дефектов строения от исходного состояния или возник­

отсутствует, если сталь перед повторным нагревом под­ вергнута достаточно высокому отпуску. Этот случай от­ носится к быстрорежущей стали [15, 62].

Уместно упомянуть здесь, что, например, в титане, обладающем аналогично железу полиморфным прев­ ращением около 900°, это превращение осуществляется при нагреве (и охлаждении) кристаллографически упо­ рядоченным путем, причем высокотемпературная бетафаза не претерпевает рекристаллизации, в связи с чем фазовая перекристаллизация титана оказывается не­ возможной [65].

кратный переход через точку полиморфного превраще­

возможность рекристаллизации у-фазы в связи с дос­ таточно высокой степенью внутреннего наклепа.

В ряде рассмотренных выше примеров эти две ста­ дии процесса перекристаллизации—-фазовое превраще­ ние и рекристаллизация высокотемпературной фазы — четко разделены по температурам на десятки или даже

тационная связь фаз нарушается рекристаллизацион-

105

Пыміі явлениями в ходе самого превращения. Именно такая трактовка изменения структуры при и-^'-"рев- ращении железа предлагалась А. А. Бочваром й В. Н. Свечниковым много лет назад [67, 68].

На возможность такого понимания процесса нор­ мального превращения, когда не наблюдается ориентационного соответствия исходной и образующей фаз указывалось и в ряде позднейших работ. Нужно лишь заметить, что нарушение ориентационных соотношений

кристаллизации процесс [69] может быть не обязательно обусловлен высокой плотностью дефектов строения (т. е. собственно внутренним наклепом), но и разнос­ тью свободных энергий исходного и конечного фазовых состояний (см. гл. ѴП.

* *

*

Аустенит, образующийся кристаллографически упо­ рядоченным механизмом—при очень быстром или, на­ против, очень медленном нагреве, оказывается неста­ бильным в структурном отношении и при дальнейшем повышении температуры или с увеличением выдержки претерпевает рекристаллизацию, обусловленную внут­ ренним (фазовым) наклепом. Фазовая перекристалли­ зация осуществляется в этом случае в два этапа: сна­ чала происходит фазовое превращение, т. е. образуется аустенит, величина зерна которого воспроизводит зерно исходной структуры, затем следует рекристаллизация аустенита.

кристаллизованным зерном. Положение этой критиче­ ской температуры зависит от состава стали, и может изменяться в широких пределах в зависимости от ис­ ходной структуры и режима нагрева.

106

Г л а в а V

Н А С Л Е Д С Т В Е Н Н О С Т Ь, ПРОЯВЛЯЮЩАЯСЯ В ИЗЛОМЕ СТАЛИ

пользовался методом оценки структуры стали по виду излома. «Наблюдая изломы и разрывы стали, делал я

я стал искать причину приобретения сталью мелкой структуры, и, вместе с тем, лучших ее механических свойств» [П.

Прошло более 100 лет, но наблюдение за видом из­ лома сохранило свое значение (и притом даже в своей простейшей форме), несмотря на появление ряда новых весьма совершенных методов исследования структуры. Изменения вида излома позволяют заметить такие осо­ бенности структурных превращений в стали, которые ускользают от других, казалось бы более совершенных методов.

На рис. 64,а представлены изломы стали 37ХНЗА, предварительно закаленной от 13О0°С в масле, .в зави­ симости от температуры повторной закалки. Образцы,

излома наблюдается при повторной закалке от 1000°С:

107

С другой стороны, поражает и резкое изменение струк­

800°С заменяется мелким зерном (хотя излом остается крупнокристаллическим), выше 950°С отмечается замет­ ное укрупнение зерна аустенита (хотя зерно излома в этот момент измельчается), прогрессирующее с повыше­ нием температуры (уже в полном соответствии с из­ менением вида излома). Налицо, таким образом, струк­

превращения и несмотря на сопровождающую их при­

повышении температуры является естественным спут­

идет о наследственности, обнаруживающейся почти ис­

ПО

Ной закалке от нормальной н несколько более высоких температур?

2. Почему такое соответствие восстанавливается при

хрупкие. После закалки от 800—950°С разрушение про­ исходит по границам кристаллитов исходной структу­ ры, точнее—по границам зерен аустенита,существовав­ ших при исходном перегреве, несмотря на то, что в пре­ делах, очерченных этими границами объемов, теперь образовались новые, мелкие зерна. Выше 1000°С уста­

объяснению1 . При исходном перегреве границы крупных аустенитных зерен обогащаются некоторыми примеся­ ми, распределение которых фиксируется закалкой и со­ храняется при повторном нагреве до не слишком высо­ ких температур, чем и обусловлено разрушение мелко­ зернистой структуры но границам исходного крупного зерна. При достаточно высоком повторном нагреве про­

Приведенное простое объяснение не может быть, однако,

для сталей, не чувствительных к отпускной хрупкости, хрупкое разрушение которых является транскристалли­

1 Это объяснение высказано в редакционном замечании С. С. Смита к нашеіі статье о Д. К. Чернове в сборнике по истории ме­ таллургии, изданном в 1963 г. в США [73].

111