material / материаловеденье-1 / Коагуляция и сфероидизация цементита

Коагуляция и сфероидизация цементита — завершающая стадия процессов карбидообразования при отпуске. При сравнительно низких температурах цементит растет в виде дисперсных пластин, полукогерентных матрице. Размер цементитных пластин различен. Концентрация углерода в α-растворе около относительно мелких частиц выше, чем около более крупных (смотрите формулу).  Эта разность концентраций обеспечивает диффузию углерода в α-растворе от более мелких цементитных частиц к более крупным. В результате выравнивающей диффузии α-раствор становится ненасыщенным около мелких частиц и пересыщенным около крупных. Более мелкие цементитные частицы растворяются, а более крупные подрастают.  То, что крупные частицы растут за счет растворения мелких, наглядно подтверждается частотными кривыми распределения цементитных частиц по размерам при изотермическом отпуске: по мере коагуляции уменьшается число частиц малого размера.

Распределение цементитных частиц

Распределение цементитных частиц по размерам при отпуске стали  с 0,4% С при 630 °С (С. 3. Бокштейн). Выдержка:  1 — 10 мин; 2 — 4 ч; 3 — 25 ч.

Цементит выделяется из α-раствора на крупных частицах вдали от их вершин и ребер, и форма крупной частицы приближается к сферической. Таким образом переносом вещества через раствор осуществляются коагуляция и сфероидизация цементита при отпуске стали. Ниже 350 °С эти процессы развиты очень слабо. По настоящему интенсивная коагуляция и сфероидизация начинаются с 350 — 400 °С.  Выше 550 °С частицы цементита становятся сферическими. При изотермической выдержке коагуляция цементита интенсивно развивается в течение короткого времени (первого часа) и затем затухает. Средний размер цементитных частиц растет с повышением температуры отпуска.