Аустенита легирующие

нита (см. рис. 77, в и ж) или в виде игл (пластин), закономерно ориентированных относительно аустенита. Количество избыточного (вторичного) цементита возрастает с увеличением содержания в стали углерода.

Дальнейшее повышение марганца не приводит к увеличению кавитационной стойкости, при этом она даже несколько снижается. Это можно объяснить тем, что при увеличении содержания марганца повышается стабильность аустенита: количество превращений его в а- и е-фазы снижается, инкубационный период, характеризуемый продолжительностью изменения твердости поверхностного слоя до «насыщения», уменьшается.

При полной закалке углеродистой стали структура её состоит из мартенсита и остаточного аустенита. Количество последнего возрастает с увеличением содержания углерода в стали и повышением температур закалки. Точные измерения и расчёты количества остаточного аустенита [14] дали для образцов 0 6 мм результаты, приведённые в табл. 2.

Количество остаточного аустенита после закалки углеродистой стали

Содержание углерода в °/„ Температура закалки в С Количество остаточного аустенита В "/0

Наилучшая обрабатываемость при 7% Мп; для повышения устойчивости аустенита количество марганца увеличивают. В указанных условиях оптимальное содержание меди около 1,5%. Наименьшая магнитная проницаемость и лучшая обрабатываемость находятся при соотношениях Мп + Си = 11-ь 14% и -^- = 6ч-8,5 [4].

нит 4- вторичный цементит). По мере вшделения цементита концентрация углерода в аустените уменьшается согласно линии ES. При снижении температуры до Аг (727 °С) аустенит, содержащий 0,8 % С (точка S), превращается в перлит. После охлаждения заэвтектоидные стали состоят из перлита и вторичного цементита, который выделяется в виде сетки по границам бывшего зерна аустенита {см. рис. 84, з) или в виде игл (пластин), закономерно ориентированных относительно аустенита. Количество из-Гзыточного (вторичного) цементита возрастает g увеличением содержания в стали углерода.

соответственно 0,12 и 0,17% С, 17—19% Сг, 8—10 % Ni. После медленного охлаждения стали имеют структуру: аустенит (у), феррит (а) и карбиды хрома М23С6. Для получения чисто аусте-нитной структуры, обладающей высокой коррозионной стойкостью, стали нагревают выше линии SE (рис. 164), чаще до 1100— 1150 °С (для растворения карбидов), и закаливают в воде (на воздухе). Сталь 12Х18Н9 обычно применяют в виде холоднокатаного листа или ленты. В процессе холодной пластической деформа-4 ции сталь легко наклёпывается. Временное, сопротивление после холодной деформации (60—70 % ) может быть повышено до 1200— 1300 МПа, при этом относительное удлинение снижается до 4—5 %. Упрочнение в процессе холодной деформации связано с наклепом и протеканием м'артенситного превращения. Чем менее стабилен аустенит, тем интенсивнее при холодной деформации происходит превращение аустенита в мартенсит (мартенсит деформации). Стали хорошо свариваются точечной сваркой и штампуются. При нагреве закаленных до 550—750 °С сталей, например при сварке, они охрупчиваются и приобретают склонность к меж-кристаллитной коррозии. Это связано с тем, что в пограничнцх зонах выделяются карбиды хрома М23Св и происходит обеднение этих зон аустенита хромом ниже того предела (т. е. 12%), который обеспечивает коррозионную стойкость. Для уменьшения склонности к интеркристаллитной коррозии в состав сталей вводят титан (реже ниобий) в количестве (5 С — 0,7), где С — содержание углерода в стали, % (12Х18Н10Т, I2X18H12T). В этом случае образуется карбид МС (TiC, NbC), связывающий весь углерод, а хром остается в растворе. Для повышения стабильности аустенита количество никеля в этих сталях увеличивают до 10— 12%. Сталь 12Х18Н10Т получила наибольшее распространение для работы в окислительных средах (например, азотной кислоте). Высокое сопротивление межкристаллитной коррозии, хорошую пластичность и свариваемость имеют низкоуглеродистые аусте-

В холодиодеформированном материале, как видно из рис. 170, образуется значительно больше феррита при отпуске в интервале температур 500—700° С. Отпуск при 800° С сначала увеличивает количество феррита и затем в результате выравнивания концентрации хрома в местах выделения карбидов способствует повышению стабильности аустенита; количество а-фазы, образующейся при охлаждении, уменьшается.

Определение изменения магнитных свойств стали 18-8 в зависимости от длительности испытания показывает, что углерод и азот действуют в одном и том же направлении, способствуя стабильности аустенита. Количество остаточного аустенита с повышением содержания С + N увеличивается при большей длительности испытания.

Сопоставляя данные [455] по коррозионной стойкости 17%-ных хромистых сталей (без никеля) с данными для сталей с присадками 1,7; 2,21; 2,92 и 3,24% Ni, можно видеть, что после закалки с 1093°С в воде коррозионная стойкость сталей сильно увеличивается. Вероятно, это связано с влиянием остаточного аустенита, количество которого увеличивается с повышением содержания никеля. Таким образом, отпуск при 650—700° С способствует устранению склонности к межкристаллитной коррозии, появившейся в результате высокотемпературного нагрева (900—1300° С), и структурноизбирательной коррозии, появившейся в результате низкого отпуска (400—600° С). 516

Легирующие элементы оказывают большое влияние на эвтектоид-ную концентрацию углерода (точка S диаграммы состояния Fe— Fe3C) и предельную растворимость углерода в у-железе (рис. 75 точка Е). Такие элементы, как Ni, Co, Si, W, Mo, Cr, Mn сдвигают точки S и Е влево (в сторону меньшего содержания углерода, см. рис. 86), а V, Ti, Nb наоборот, повышают концентрацию углерода в эвтектоиде. Это объясняется тем, что составы феррита и карбидов в эвтектоиде (перлите) иные, чем в двойных железо-углеродистых сплавах. Соответственно из-за изменения состава аустенита меняется и растворимость в нем углерода

Введение в сталь хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и других карбндообразующих элементов задерживает аустепитизацию из-за образования легированного цементита или трудно растворимых в аустените карбидов легирующих элементов. Соответственно больше требуется времени п для гомогенизации аустенита. Легирующие эле

Легирующие элементы, кроме Мп, тормозят рост аустенитного зерна при нагреве. Карбидообразующие элементы W, Мо, V, Сг и Ti существенно препятствуют росту зерна аустенита, причем степень этого влияния пропорциональна устойчивости их карбидов (и оксидов). При небольшом содержании А1 образуются труднорастворимые оксиды А12О3 и нитриды A1N, препятствующие росту зерна.

Описанный характер превращений аустенита относится к случаю полного растворения легирующего элемента в аустените. Если легирующие элементы находятся вне раствора в виде избыточной фазы (например! в виде карбидов), то эта вторая фаза служит центрами кристаллизации перлита, и изотермическое превращение ускоряется.

Легирующие элементы не влияют на кинетику мар-тенситного превращения, которая остаётся одинаковой для всякой стали, но изменяют температуру аустенито-мартенситного превращения, что приводит к изменению количества остаточного аустенита, фиксируемого закалкой. Влияние различных легирующих элементов в стали (с содержанием 0,76 —1,0<>/0 С) на положение мар-

Влияние легирующих элементов на перлитное и промежуточное, превращения аустенита. Легирующие элементы оказывают весьма существенное влияние на верхнюю часть диаграммы изотермического превращения аустенита. Никель, кремний, марганец и другие элементы, растворяющиеся в феррите, повышают устойчивость аустенита и сдвигают вправо кривые начала превращения (фиг. 184, а). Кобальт представляет исключение среди элементов, растворяющихся в феррите, — он понижает устойчивость аустенита и сдвигает кривую начала превращения влево. Хром, молибден, вольфрам и другие элементы-карбидообразователи вызывают на кривых начала превращения два выступа (фиг. 184, б). Г?ри этом верхний выступ кривой начала перлитного превращения сдвигается вправо, а нижний выступ промежуточного превращения сдвигается или влево, или вправо, но в меньшей степени, чем в перлитном превращении. Это указывает, что элементы-карбидообразователи значительно меньше тормозят промежуточное превращение. Это объясняется тем, что во время перлитного превращения атомы легирующих элементов, присутствуя как в аустените, так и в специальных карбидах и заполняя собой дислокации, тормозят диффузию.

— вторая ступень: 150—325 °С; распад остаточного аустенита; легирующие элементы сдвигают эту ступень к более высоким температурам;

— вторая ступень: 150—325 °С; распад остаточного аустенита; легирующие элементы сдвигают эту ступень к более высоким температурам;

В области температур Аст—А1 из аустенита заэвтектоидной стали выделяется избыточный цементит, вследствие чего аустенит обедняется углеродом (рис. 3, б). Этот процесс протекает и в переохлажденном аустените в области температур А1—Тт. По истечении некоторого времени, определяемого температурой изотермической выдержки, обедненный аустенит превращается в перлит. Кинетика и механизм перлитного превращения в до- и заэвтектоидных сталях такие же, как и в эвтектоидной. Легирующие элементы оказывают весьма суо;ественное влияние на перлитное превращение. Это влияние проявляется в изменении формы диаграммы изотермического превращения и в положении линий начала и конца превращения. Такие элементы, как Ni, Si, Mn, Си и Со, не изменяют вида диаграммы изотермического превращения, смещая положение линий диаграммы относительно оси ординат: либо снижая скорость изотермического превращения аустенита (Ni, Si, Mn и Си), либо повышая ее (Со).

Легирующие элементы оказывают большое влияние на эвтектоид-ную концентрацию углерода (точка 5 диаграммы состояния Fe— Fe3C) и предельную растворимость углерода в у-железе (рис. 75 точка Е). Такие элементы, как Ni, Co, Si, W, Mo, Сг, Мп сдвигают точки 5 и Е влево (в сторону меньшего содержания углерода, см. рис. 86), а V, Ti, Nb наоборот, повышают концентрацию углерода в эвтектоиде. Это объясняется тем, что составы феррита и карбидов в эвтектоиде (перлите) иные, чем в двойных железо-углеродистых сплавах. Соответственно из-за изменения состава аустенита меняется и растворимость в нем углерода

Введение в сталь хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и других карбидообразующих элементов задерживает аустенитизацию из-за образования легированного цементита или трудно растворимых в аустените карбидов легирующих элементов. Соответственно больше требуется времени и для гомогенизации аустенита. Легирующие эле

Мартенсит, полученный закалкой с высоких температур (1000— 1100° С), обладает меньшим сопротивлением разрушению при микроударном воздействии и разрушается неравномерно (рис. 62, б). Это объясняется крупноигольчатым строением мартенсита наличием в его структуре микроскопических трещин и большого количества остаточного аустенита. Легирующие элементы не оказывают большого влияния на эрозионную прочность мартенсита. Свойства мартенсита в микрообъемах и, в частности ,^его сопротивляемость микроударному разрушению определяются в основном содержанием в нем углерода.