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

зом в режимах а и в перед нагревом на 900°С имелась крупнозернистая мартенситная структура. Напротив, выдержка при 630°С обеспечивает полный распад аус­ тенита в перлит. Таким образом, наследственность, про­

эти особенности структуры сохраняются и действуют в некотором интервале температур повторной закалки и

тической мелкозернистости аустенита связывался с предположением, что образующиеся на основе кристал­ лографически упорядоченной исходной структуры мелкие зерна аустенита оказываются текстурованными в преде­ лах объемов, отвечающих крупному зерну исходной структуры. Развивающаяся при более высоких темпера­

ющими с размерами и формой зерен .исходной структу­ ры (рис. 33,а). Кроме того, ориентировка мартенеит-

112

тенит, образующийся таким неупорядоченным механиз­ мом, связанным с возникновением по-новому ориенти­ рованных объемов, распространяющихся за счет движе­ ния большеугловых границ, может приобрести или унаследовать (от мартенсита) такую плотность струк­ турных несовершенств, которая могла бы вызвать его рекристаллизацию. В связи с этим в настоящее время представляется, может быть, более обоснованным свя­ зывать устранение текстуры перегрева не с первичной рекристаллизацией из-за внутреннего (фазового) накле­

после пластической деформации. Точно также и устра­

таллизации при высокотемпературном отжиге, т. е. рос­ том зерна и вторичной рекристаллизацией. Имеются и рентгенографические данные, подтверждающие текстурованность образующегося выше АсА мелкозернистого аустенита и устранение этой текстуры при повышении температуры ([22, 24] см. также [74—761).

Таким образом, рассматриваемый здесь случай структурной наследственности проявляется, строго гово­ ря, не только в изломе стали. Для структуры после по­ вторного нагрева несколько выше Лс3 могут быть от­ мечены и некоторые, не очень ярко выраженные метал­ лографические особенности (неравноосная форма зерен, близость ориентации кристаллов мартенсита в соседних зернах, сохранение хорошо выявляющих границ исход­ ного зерна, области селективного блеска на макрошли­ фах) и признаки текетурованности на рентгенограммах.

Устранение этих особенностей структуры, наиболее четко проявляющееся все же в изменении вида излома, связано с каким-то процессом (природа которого ос^

115

говорить, что существует некоторая критическая тем­ пература, расположенная в однофазной аустенитной об­ ласти, с которой связана рафинировка структуры, оце­ ниваемой но ©иду излома.

Здесь, однако, еще меньше оснований (см. заключи­ тельную часть гл. IV) говорить о какой-то новой кри­ тической точке, так как она полностью подпадает под определение, данное Д. К. Черновым открытой им точке Ь: «Значение температуры Ь заключается в том, что сталь, будучи нагрета до температур низших Ь и затем

В случае образования аустенитной структуры «нор­ мальным» диффузионным неупорядоченным механизмом,

ровки мелких зерен аустенита в пределах объемов, от­ вечающих зернам исходной перегретой структуры. •

Наблюдающееся и в этом случае при повышении температуры в аустенитной области устранение следов

118

гаЛось ранее, а с собирательной рекристаллизацией аус­ тенита. Тем не менее, достаточно отчетливо выявляется критический интервал температур в аустенитной облас­ ти, в котором происходит изменение структуры, оцени­ ваемой по виду излома, причем в направлении, .проти­ воположном привычному: с повышением температуры нагрева крупнокристаллический излом заменяется мел­ кокристаллическим.

Г л а в а VI

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ СТРУКТУРНОГО МЕХАНИЗМА ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ АУСТЕНИТА ПРИ НАГРЕВЕ СТАЛИ

структурой (мартенсит, бейнит, видманштеттова струк­ тура) может осуществляться двумя механизмами: упо­ рядоченным или неупорядоченным. В первом случае пре­

виде излома стали. Реализация этих механизмов обра­ зования аустенита зависит от скорости нагрева, при этом несколько неожиданно упорядоченное превращение на­ блюдается преимущественно при очень быстром и при очень медленном нагреве; в некотором интервале про­ межуточных скоростей нагрева преобладает неупорядо­ ченный механизм. Эта немонотонность влияния скоро­ сти нагрева объясняется прежде всего тем, что упоря­ доченность превращения при очень быстром нагреве за-

119

каленной стали связана с подавлением процессов отпус­ ка еще при докритических температурах; для предвари­ тельно отпущенной стали решающее значение имеет скорость нагрева в интервале превращения.

Аустеннт, образующийся по упорядоченному меха­ низму, оказывается структурно нестабильным и с повы­

кристаллографически упорядоченном и «нормальном» — неупорядоченном, каждому из которых свойственны оп­

ке, остаются соседями и в новой; взаимные их смеще­ ния не превышают межатомных расстояний. Во втором случае кристалл новой фазы растет за счет неупорядо­ ченных индивидуальных перемещений атом за атомом,

стей перестройки решетки, степени дефектности «сход­ ной фазы и т. д. На примере железоникелевых и неко­ торых медных сплавов было показано [49, 50, 83], что сдвиговый, мартенентный механизм существует, и в слу­ чае превращений при нагреве, результатом чего являет­ ся полная кристаллографическая обратимость превра­ щений [84, 85].

Последнее означает, что, например, в железонике-

120

сплавах восстановленная 7-фаза приобретает повышен­ ную концентрацию структурных несовершенств, доста­

превращения при нагреве стали, о внутреннем наклепе и связанной с ним рекристаллизации, описанная в пред­ шествующих главах картина структурных превращений при быстром нагреве предварительно закаленной и неотпущенной стали представляется вполне естественной и понятной. Наблюдающееся восстановление исходного

дению новой фазы, кроме достаточно высокой темпера­ туры превращения, обеспечивающей возможность диф­ фузии и самодиффузии, способствуют разного рода струк­ турные несовершенства, готовые границы и т. п. Не раз отмечалось уже, что возникшие по-новому ориентирован­

шении скорости нагрева, или в случае предварительно­

зуется «нормальный» рост высокотемпературной фазы, приводящий к фазовой перекристаллизации.

Легирование стали элементами, задерживающими распад мартенсита (и, возможно, остаточного аустени­ та) при отпуске способствует реализации упорядочен-

121

ного превращения с сопутствующим ему восстановлени­ ем зерна и последующей рекристаллизацией аустенита.

Предварительная пластическая деформация наруша­ ет возможность кристаллографически упорядоченного превращения и преобладающим становится «нормаль­ ный» неупорядоченный механизм образования аустенита. В этом отношении действие пластической деформации аналогично действию отпуска, хотя механизмы, которы­ ми осуществляется запрещение дальнейшего развития упорядоченного превращения на стадии роста аустени­ та, вероятно, различны. Приведенная схема несвободна от неясностей, на которых следует остановиться. Пока

как мартенситное превращение при охлаждении дает в каждом аустенитном кристалле 12 ориентации мартен­ сита. Фактически наблюдающееся восстановление аустенитного монокристалла после прямого (у - а) и об­ ратного (а - у) превращений Гревен и Вассерман приписывают действию остаточной у-фазы, рассматри­ вая наблюдающуюся кристаллографическую обрати­ мость как следствие кристаллизации на подкладке [201.

вале, а склонность к структурной наследственности, за­

Не совсем ясен механизм формирования структуры в процессе неупорядоченного превращения .при нагреве. В литературе указывается [87], см. также [88, 89], что при фазовых превращениях в твердом состоянии новая фаза всегда зарождается с помощью сдвигового меха­ низма и получающиеся, тем не менее, в определенных случаях неупорядоченные кристаллы с их высокоугло-

122