5.3. Розпад залишкового аустеніту
Кількість залишкового аустеніту в легованих сталях може досягати істотних величин:
у конструкційних низьколегованих сталях - до 5%;
у конструкційних легованих сталях - до 15%;
у швидкорізальних сталях - до 40%.
У процесі відпустки залишковий аустеніт може розпадатися з утворенням мартенситу або бейниту.
Легуючі елементи підвшцують стійкість залишкового аустеніту до розпаду:
в вуглецевих сталях він розпадається на бейнит при 200-300 С;
у легованих сталях - при 400-600 С.
Через те, що залишковий аустеніт розташований між кристалами мартенситу у виді тонких пластин, його розпад відбувається практично без інкубаційного періоду. Властивості продукту розпаду (бейниту) аналогічні властивостям продуктів розпаду мартенситу при цих же температурах.
У високолегованих сталях залишковий аустеніт розпадається на мартенсит. Механізм цього процесу представлений на фіг. 30.
Фіг.30. Схема розпаду Азал у легованих сталях на мартенсит.
У процесі нагрівання до звичайних температур відпустки цих сталей (500-600°С) з залишкового аустеніту виділяються карбіди- Аустеніт збіднюється вуглецем і легуючими елементами. Отже, крапка Мн підвищується до температури вище кімнатної.
У швидкорізальних сталях для повного розпаду залишкового аустеніту і максимального виділення карбідів проводять триразову відпустку. Твердість стали
досягає максимальної величини. Цей ефект називається вторинним твердінням або вторинним загартуванням.
5.4. Повернення і рекристалізація
При нагріванні загартованої сталі проходять процеси повернення і рекристалізації матриці. Вони полягають у наступному:
перерозподіл і анігіляція дислокацій;
побудова стінок дислокацій;
утворення границь субзерен і полігонів;
рекристалізація.
Вплив легуючих елементів на ці процеси виявляється через підвищення стійкості сегрегацій атомів домішок, утворення достатньої кількості дисперсних карбідних і нітридних фаз з блокуючим ефектом.
5.5. Дисперсійне зміцнення
При відпустці легованої сталі протікають два протилежних по впливі процесу:
знеміцнення матриці;
виділення спеціальних карбідів і розпад залишкового аустеніту зі зміцненням стали.
Дисперсні частки блокують рух дислокацій і тому підвищують границю текучості сталі. Залишковий аустеніт розпадається на мартенсит або бейнит і додатково підвищує міцність сталі.
Сумарне зміцнення визначається співвідношенням впливу процесів знеміцнення і зміцнення. На початкових стадіях відпустки звичайно превалює знеміцнення матриці. Однак після досягнення температури виділення з мартенситу дисперсних карбідів спостерігається пік вторинної твердості при якому відбувається загальне зміцнення стали.
Це явище характерне для сталей, легованих сильними карбідоутворюючими елементами (фіг.31).
Згідно Гольдщтейну, термін «дисперсійне зміцнення» відноситься до уповільнення знеміцненя при малій кількості зміцнюючей фази, термін «дисперсійне твердіння» - утворення піка твердості при високому легуванні стали карбидоутворюючими елементами.
Фіг.31. Вплив легування на вторинну твердість стали 40 з різним змістом ванадію.
При температурах 500-600°С відбувається також розпад залишкового аустеніту на мартенсит, т.зв. «вторинне загартування». У високо легованих сталях, наприклад швидкорізальних, ці процеси накладаються один на одного.