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

перлитные колонии, и величина фасеток, селективно от­ ражающих свет на поверхности излома, отнюдь не соот­ ветствует исходному зерну аустенита, а выявляет вели­ чину перлитных участков (рис. 14).

Выше (см. рис. 8) уже приводился пример резко вы­

Однако необходимо обратить внимание, что каждый из этих последовательных нагревов сопровождался закал­ кой. Если после первого нагрева, приводящего к восста­ новлению крупного зерна, охладить сталь в таких усло­

Лс3 , хотя бы и медленный, приводит к получению мелко­ го зерна в микроструктуре и мелкокристаллического из­ лома (рис. 16).

Практически это означает, что несколько последова­ тельных операций закалки могут быть менее эффектив­ ными для устранения последствий перегрева в структу­ ре и изломе, чем один полный отжиг с распадом аусте­ нита. Кристаллическая структура стали в значительной мере рафинируется уже самим процессом феррито-пер- литного распада, а исправление последствий перегрева отжигом с нагревом выше Асз .сводится в этом случае в основном к перераспределению избыточной фазы (ферри­ та) на границах новых, более мелких зерен аустенита, хотя величина последних часто меньше исходных участ­ ков перлита. Вероятность проявления структурной на­ следственности резко уменьшается, если сталь с круп­ ным зерном аустенита, получившимся при отливке, ков­ ке, сварке и т. п., охлаждается в условиях, обеспечива­ ющих полный распад в перлитной области. Именно поэ­ тому структурная наследственность должна значительно

31

чаще и резче проявляться в легированных сталях, для ко­ торых обычные условия охлаждения отливок, поковок, проката и т. п. часто не обеспечивают полного распада аустенита в верхней (перлитной) ступени.

Степень раздробления зерна при перлитном 'превра­ щении зависит, естественно, от величины переохлажде­ ния аустенита, возрастающей с ростом скорости охлаж­ дения; чем больше скорость охлаждения, тем при более

ким образом возрастать с увеличением скорости охлаж­ дения.

Здесь нужно вспомнить о существовании критической скорости охлаждения, с превышением которой наблюда­

превращение аустенита в мартенсит, одной из характер­

кристаллической решетки мартенсита оказываются па­ раллельными плоскости (111) и направлению [101] ре­ шетки аустенита. Эта же закономерность сохраняется и для феррита отпущенной стали. Различные комбинации

Каждый объем, соответствующий исходному зерну аус­ тенита, хотя и разбивается при превращении на большое число имеющих форму пластин или игл кристалликов мартенсита, но последние объединены в группы, каждая из которых характеризуется определенным крнсталлогео-

34

таллпков а-фазы оказывается орпептационио связанным

сколы, величина и направление которых задается вели­

ном превращениях как <бы раздробляются, и в то же вре­ мя благодаря возникновению внутризеренной текстуры сохраняют свою индивидуальность. Внутризереиная тек­ стура объединяет а-кристаллы, относящиеся по своему происхождению к одному исходному зерну аустенита, в единый псевдомонокристальный комплекс — нсевдозер-

По существу, это также пример структурной наслед­ ственности, давно известный и хорошо знакомый каждо­ му термисту. Здесь структурная наследственность про­ является при фазовых превращениях, происходящих в процессе охлаждения стали. При медленном охлажде­ нии, сопровождающемся диффузионным ростом продук­

ная крупнозернистость проявляется лишь в распределе­ нии избыточной фазы (феррита или карбидов), выделя­ ющейся, как правило по границам исходных зерен.

При закалке стали быстрое охлаждение подавляет и выделение избыточных фаз, и диффузионный распад, но каждое зерно аустенита, превращаясь в мартенсит или бейнит, порождает комплекс кристалликов а-фазы, величина которых непосредственно, а ориентировка —

1 См. с. 100—101 в гл. V I I .

36

ний наследственности, нарушающих или осложняющих

вым нагревом выше Лс3 , структура аустенита на третьем этапе может воспроизводить структуру исходного круп­ нозернистого аустенита только при условии, что на ста­ дии охлаждения имело место кристаллографически упо­ рядоченное превращение и реализовалась ориентационная связь получающейся структуры (мартенсита или бейнита) с исходным состоянием.

Рассматриваемые ниже явления структурной наслед­ ственности касаются условий исправления крупнозернис­ той структуры стали при нагреве выше критических то­

37

Степень и характер проявления структурной наслед­ ственности решающим образом зависят от скорости на­ грева.

Г л а в а II

СТРУКТУРНАЯ

НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ ПРИ БЫСТРОМ НАГРЕВЕ З А К А Л Е Н Н О Й СТАЛИ

Рассмотренные в гл. I примеры позволяют заклю­ чить, что резко выраженная структурная наследствен­ ность, проявляющаяся в восстановлении выше Асз зерна исходной структуры, наблюдается либо при очень быст­ ром, либо при очень медленном нагреве предваритель­ но закаленной стали. Остановимся подробнее сначала на быстром нагреве.

Подобно тому, как при переохлаждении аустенита возможен либо перлитный распад, либо мартенситное превращение, при нагреве предварительно закаленной стали процесс формирования аустенита может осущест­ вляться двумя различными механизмами [12]. При до­ статочно быстром нагреве неотпущенной стали на мес­ те каждого исходного (бывшего) мартенситного или бейнитного псевдозерна образуется единое зерно аустенита, воспроизводящее по величине, форме и ориентировке зерно аустенита, которое имелось в момент предвари­ тельного перегрева. В этом заключается эффект восста­ новления зерна при быстром нагреве стали с кристалло­ графически упорядоченной (мартенситной или бейнитной) исходной структурой (рис. 17, а — 0 ) .

Часто при этом можно наблюдать, что восстановле­ ние зерна не является полным — около границ исход­ ных мартенситных псевдокристаллов образуются це­ почки мелких зерен аустенита (рис. 17, а,б). Мелкие зерна аустенита по границам зерна исходной структу­ ры возникают вначале, т. е. при более низких темпера­ турах, чем упорядоченное превращение внутренних объ­ емов зерна (рис. 18) — аналогично тому, как при ох-

38