![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Садовский, В. Д. Структурная наследственность в стали
.pdfНельзя не напомнить (см. гл. I I I ) о (Неоднократно наблюдавшемся прекращении роста белых полей в слу чае резкого повышения температуры или переходе в надкритическую область [31], что плохо вяжется с «рекристаллизационным» объяснением. Можно, впрочем, предположить, что в процессе выдержки в критическом интервале происходит аннигиляция и перераспределе ние структурных дефектов, снижающие стимул к разви тию рекристаллизации при последующем повышении температуры выше Асз.
Таким образом нарушение структурной наследствен ности, наблюдающееся при ускорении нагрева, может быть мак непосредственным результатом неупорядочен ности превращения а — у , так и результатом рекристал лизации аустенита в критическом интервале. Посколь ку эта рекристаллизация происходит в условиях еще не завершенного перехода в аустенитное состояние, т. е. в
присутствии |
избыточной |
фазы |
(фер.рита), |
можно ду |
|
мать, что движущей силой здесь |
является |
не только |
|||
внутренний |
наклеп, но |
и неравновесность |
системы в |
||
смысле .фазового состояния. |
|
|
|
||
Следует еще упомянуть, что в работах H. Н. Липчи- |
|||||
на [35, 36] появление при |
ускоренном нагреве участков |
||||
аустенита, |
не связанных |
ориентационно с |
исходной |
||
структурой, |
объясняется |
тем, |
что |
они зарождаются на |
высокоугловых границах феррита с карбидами, причем этому способствует повышенная плотность дислокаций, вызванная напряжениями, возникающими из-за разно
сти коэффициентов |
теплового |
расширения |
феррита и |
|
карбидов |
(еще при |
субкритических температурах). |
||
В этой связи можно указать на тот факт, что харак |
||||
тер влияния скорости нагрева |
на восстановление зерна |
|||
и образование белых полей, многократно |
установлен |
|||
ный для |
процесса образования |
аустенита |
в предвари |
тельно перегретой и закаленной стали полностью сохра няется и для практически безуглеродистого легирован ного железа, для которого трудно предполагать столь определяющее действие напряжений,' возникающих око
ло карбидных частиц (см. рис. 77).
* * *
Картина структурных превращений при быстром на греве закаленной стали может быть (по аналогии с
143
•превращениями аустенита при охлаждении) описана на основании двух механизмов: упорядоченного, бездиффу зионного образования аустенита, и неупорядоченного диффузионного «нормального» превращения. В случае •преобладания первого механизма фазовая перекристал лизация осуществляется в две стадии: сначала про исходит фазовое превращение, затем рекристаллизация образовавшегося аустенита.
Процесс образования аустенита может осуществ ляться упорядоченным путем и при медленном нагреве многих сталей. В этом случае переход в аустенитное со стояние также не сопровождается фазовой перекри сталлизацией; изменение кристаллнтной структуры на ступает при дальнейшем повышении температуры опятьтаки в .результате рекристаллизации аустенита.
Нарушение упорядоченности процесса образования и роста аустенита при ускорении нагрева в критическом интервале связано с возникновением и миграцией высо- •коугловых границ, способствующих скорейшему дости жению равновесного состояния (аустенита) подобно то му, как при гетерогенном распаде пересыщенных твер дых растворов в стареющих сплавах граничная диффу зия способствует более глубокому распаду.
Не исключено, что в ряде случаев нарушение упоря
доченности |
превращения |
связано с |
рекристаллизацией |
аустенита, |
температурный |
.интервал |
которой смещается |
в зависимости от исходной |
структуры, скорости нагрева |
и состояния имеющихся в стали малых примесей.
Г л а в а V I I
СТРУКТУРНАЯ
НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ ПРИ НАГРЕВЕ СТАЛИ С ИСХОДНОЙ
ПЕРЛИТНОЙ СТРУКТУРОЙ
В предшествующих главах многократно подчерки валось, что структурная наследственность связана с особенностями процесса образования аустенита при на-
144
греве стали с кристаллографически |
упорядоченной |
структурой — мартенсита или бейнита, |
т. е. стали, пред |
варительно з а к а л е н н о й от высокой |
температуры. В |
практике использования легированных сталей этот слу чай встречается достаточно часто: легированное литье, поковки или прокат, 'подкаливающиеся при охлажде нии на воздухе, сварные швы и т. п. Гораздо чаще, од нако, в практике имеют дело с нагревом феррито-пер- литных структур и тогда в общем оправдывается изве стное каждому термисту правило, что нагрев выше Лс3 (все равно быстрый или медленный) приводит к полу чению мелкозернистого аустенита (см. рис. 1) и в струк туре и изломе стали после отжига, нормализации или закалки исходная крупнозернистая структура, практи чески никак не проявляется. Этому способствует также то, что (см. гл. I ) , в результате образования перлитной структуры уже в процессе охлаждения от температуры перегрева зерна аустенита разбиваются на перлитные колонии, каждую из которых можно рассматривать как
самостоятельное |
зерно |
и таким |
образом |
кристаллитная |
||||||
структура |
стали |
рафинируется |
уже |
самим |
процессом |
|||||
перлитного |
распада аустенита |
[107, |
1081. |
Таким |
обра |
|||||
зом, |
этот случай |
существенно |
отличается |
от нагрева |
||||||
стали |
с мартенситной |
или |
бейнитной |
структурой, |
когда |
|||||
в исходном состоянии |
на |
месте |
каждого |
|
аустенитного |
зерна имеется кристаллографически упорядоченная си стема сх-кристаллов, которую можно рассматривать как единое зерно (псевдомонокристалл) стали. Однако как показывает опыт, и при нагреве перлитных структур в некоторых, по-видимому, сравнительно редких случаях могут встречаться осложнения в отношении исправле ния последствий перегрева или вообще, исходной крупнозернистости. Одним из примеров является сталь Гад-
фильда ( П З Л ) . Известно, |
что |
в |
этой аустенитной ста |
||||||
ли длительным отжигом при температуре |
около 500— |
||||||||
600°С |
может |
быть |
достигнуто |
частичное |
превращение |
||||
аустенита |
в |
перлит |
(рис. |
83). |
Естественно |
предполо |
|||
жить, |
что |
при нагреве на |
месте |
перлитных |
участков |
должно получаться мелкое зерно аустенита и таким об разом может быть осуществлено, по крайней мере ча* стачное, исправление исходной крупнозернистой струк туры. Между тем оказывается, что этот вполне естест венный результат достигается лишь при относительно
б Зак . 139 |
145 |
![](/html/65386/283/html_xyLNBN_LzO.BFVs/htmlconvd-66ehu4144x1.jpg)
![](/html/65386/283/html_xyLNBN_LzO.BFVs/htmlconvd-66ehu4145x1.jpg)
![](/html/65386/283/html_xyLNBN_LzO.BFVs/htmlconvd-66ehu4146x1.jpg)
![](/html/65386/283/html_xyLNBN_LzO.BFVs/htmlconvd-66ehu4147x1.jpg)
![](/html/65386/283/html_xyLNBN_LzO.BFVs/htmlconvd-66ehu4148x1.jpg)
мальный процесс фазовой перекристаллизации, степень развития которого определяется соотношением скоро стей кристаллизации на подкладке и самостоятельного
роста |
аустенита |
в перлите |
(рис. 86, |
87). |
В |
этой связи |
.интересен |
процесс |
образования аусте |
нита при нагреве обычной легированной конструкцион ной стали после частичного превращения аустенита в перлит. Даже при относительно быстром нагреве от температуры частичного распада можно наблюдать, как граница перлитного модуля перемещается к его центру, в результате чего перлитный участок поглощается аустенитом и только в середине нодуля возникает несколь ко самостоятельных ауетенитиых зерен, включенных в (частично) восстановленное исходное зерно (рис. 88).
Возможно, что формирование аустенитной структуры на периферии перлитного нодуля ускоряется некоге рентной межфазной границей, вдоль которой обеспечи вается более быстрое протекание необходимой для роста
новой фазы диффузии (см. |
гл. V I ) . Участие |
мигрирую |
||
щей границы в |
процессе |
формирования |
аустенитной |
|
•структуры можно |
наблюдать, как |
отмечалось в гл. V I , |
||
и при нагреве аустенито-бейнитной |
структуры. Если уча |
сток бейнита прилегает к границе зерна, то при нагреве превращение его в аустенит сопровождается перемеще
нием границы, |
образующей |
резко |
выраженный выступ |
|
•в направлении |
поглощаемого бейнитного |
участка (см. |
||
рис. 71,72). По-видимому, в |
обоих |
случаях |
высокоугло |
вые некогерентные границы играют роль каналов, уско ряющих необходимую для роста новой фазы диффузию, причем в аустенито-перлитной структуре такими кана лами являются границы перлитных модулей, а в аусте нито-бейнитной структуре — границы самих аустенит иых зерен.
Указанные наблюдения позволяют объяснить эффект восстановления зерна в стали Г13Л медленным нагре вом после частичного перлитного распада, влиянием имеющегося .в этом случае в избытке остаточного ау стенита.
Другим примером осложнений процесса фазовой пе рекристаллизации при нагреве являются закономерно сти, наблюдающиеся в стали с 1,2% С и 4% Мп [ПО]. Эта сталь после закалки от высокой температуры име ет структуру крупнозернистого аустенита. Сравнитель-
151
![](/html/65386/283/html_xyLNBN_LzO.BFVs/htmlconvd-66ehu4150x1.jpg)