2.7. Залишковий аустеніт
Залишковий аустеніт зберігається в структурі загартованих сталей зі змістом вуглецю вище 0,4-0,5%. Причина утворення залишкового аустеніту - мартенситне перетворення закінчується при температурах нижче кімнатної.
Кількість залишкового аустеніту залежить від величини зерна: при росту зерна на 2-3 бала кількість залишкового аустеніту зростає на 2-4%.
Стійкість цього аустеніту залежить від складу сталі: він цілком розпадається при 200-350°С в вуглецевих і низьколегованих (нетеплостійких і нагавтеплостійких) сталях і при 500-560°С - у високолегованих теплостійких сталях.
Вплив легуючих елементів на свойства залишкового аустеніту буде розглянуто при вивченні процесів при охолодженні і відпустці легованих сталей.
3. Вплив легування на процеси аустенітизації при нагріванні
3.1. Механізми аустенітизації легованих сталей
Процес аустенітизації легованих сталей складається з поліморфного а→у перетворення, розчинення в аустеніті цементіту, карбідів, нітридів і інтерметалідив, рекристалізації аустеніту.
Поліморфне перетворення при нагріванні може проходити по двох механізмах:
- кристалографічно неупорядковане перетворення (нормальне);
- кристалографічно упорядковане перетворення (абнормальне).
При неупорядкованому механізмі перетворення супроводжується перекристалізацією, тобто зміною величини й орієнтації зерен γ-фази стосовно вихідної α-фази.
При упорядкованому механізмі перехід не супроводжується перекристалізацією. Остання має місце при нагріванні до більш високих температур як причина первинної рекристалізації.
Можливість того або іншого механізму визначається типом вихідної структури, її кристалографічною упорядкованістю.
При вихідній неупорядкованій структурі (ферито-карбидная суміш) має місце тільки неупорядкований механізм перекристалізації.
При вихідній упорядкованій структурі (мартенсит, бейнит, відманштеттовий ферит) можуть мати місце обидва механізми в залежності від ступеня легованості і швидкості нагрівання.
3.1.1. Початкова неу поряд кована структура
Така структура найбільше часто зустрічається в практиці термічної обробки при нагріванні конструкційних і інструментальних сталей.
Початкова структура: ферит+перліт, перліт, перліт+карбіди.
Схема нормального механізму аустенітизації показана на фіг. 18.
При нагріванні сталі вище температур критичних крапок відбувається поліморфне перетворення а→у.
Необхідно нагадати, що в легованих сталях перетворення евтектоіда в аустеніт відбувається не при постійній температурі, а в інтервалі температур. Тому крапки Асі і Ас3, Агі Агі - це середні значення температур з температурного інтервалу перетворення.
Фіг. 18. Схема нормального механізму аустештизації
Зародки аустеніту утворяться по сдвиговому механізму, що збігається за часом з рекристалізацією наклепаного при фазовому перетворенні аустеніту. Тому при переході через критичну крапку утвориться дрібне зерно аустеніту.
Подальше нагрівання приводить до збірної рекристалізації, тобто росту зерна аустеніту.
Описаний механізм фазової перекристалізації з вихідною неупорядкованою структурою однаковий в вуглецевих і легованих сталях. Вплив легуючих елементів позначається при нагріванні уже власне аустеніту, у процесі збірної рекристалізації.