6.1.Кристаллизация стали .

Все превращения начинаются при некотором переохлаждении, т.е. при температурах ниже равновесной, лежащей на соответствующей линии диаграммы.

Спл.1. Между t_l – t₂ - жидкость затвердевает с образованием кристаллов феррита.Между t₂ - t₃ - идет физическое охлаждение При t₃ начинается, а при t₄ заканчивается полиморфное превращение решетки ОЦК -> ГЦК, т.е. ниже t₄ структуры сплава-аустенит (рис. 6.2).

Сплав II. Между t₁ и t₂ из жидкости кристаллизуется феррит. При t₂ происходит перитектическое превращение. Концентрация по углероду, соответствует точке Н, а жидкости - точки В. Обе фазы в этот момент пересыщены углеродом. Количество фаз таково, что в результате взаимодействия друг с другом они исчезают и образуется новая фаза -аустенит состава точки I.

Внешне структура не будет отличаться от структуры сплава I.

Сплав III. Сплав кристаллизуется следующим образом. Так как в жидкости много углерода, то кристаллизация Ф невозможна и из нее кристаллизуется аустенит. При температуре t₂ жидкая фаза исчезает, структура сплавов - А. Следовательно, в результате кристаллизации стали независимо от содержания в ней углерода образуется структура аустенита.

6.2.Перекристаллизация стали (превращения в твердом состоянии).

Основа этих превращений - полиморфное превращение ГЦК →ОЦК и изменение растворимости углерода в аустените и феррите при изменении температуры. Рассмотрим как происходит перекристаллизация типовых сплавов. В сплаве I (техническое железо) при t₁ при пересечении линии GS начинается, а при пересечении линии QP заканчивается полиморфное превращение А Ф и образуется структура Ф. При пересечении линии PQ вследствие уменьшения растворимости углерода в феррите, из него выделяется Ц (рис. 6.3). Конечная структура Ф+Ц, свойства такого медленного охлажденного сплава практически не отличаются от свойств Ф, т.к. Ц очень мало.

Сплав III. При температуре 727 ⁰ С (S) аустенит пересыщен и железом и углеродом и при некотором переохлаждении из него одновременно начинают выделяться кристаллы Ф и Ц - начинается эвтектоидное превращение . Ведущая фаза (образ первой) является цементит. Превращение начинается на границах зерен аустенита. Образовавшаяся структура II - обладает высокой прочностью и сравнительно низкой пластичностью. Превращение возможно при содержании в аустените 0,8%С.

Сплав II - при охлаждении ниже t₁ начинается полиморфное превращение: образуется низкоуглеродистая фаза феррит, а в оставшемся аустените содержание углерода растет и при t₂ достигает 0,8%. При последующем охлаждении и окончательная структура - Ф + П - сплав с удовлетворительной прочностью и хорошей пластичностью.При температуре t₁ аустенит пересыщен углеродом и из него начинает выделяться высокоуглеродистая фаза Ц , при t₂ в аустените остается 0,8% С до окончательного охлаждения . Получаемая структура после охлаждения структура обладает высокой прочностью, но низкой пластичностью. Конечная структура формируется при перекристаллизации и определяется содержанием в ней углерода.