Аустенита начинается

Это превращение наблюдается ниже температуры метаста-бильного равновесия аустенит—мартенсит (Го). При Г0 более устойчивой фазой является перлит, однако работа, необходимая для образования мартенсита из аустенита, меньше, чем для образования перлита; поэтому ниже То образование перлита (феррито-карбидной смеси) из аустенита может произойти только в результате превращения аустенита в мартенсит, а затем" уже мартенсита в перлит.

Рис. 17ь. Изменение свободной энергии аустенита (/•*. ) мартенсита (^м) и перлита (^т-т } с изменением температуры (а), а также область a-, Y~ и е-фаз железа в зави-. симости от температуры и давления (6)

Рис. 318. Изменение состава аустенита (мартенсита) в стали Р18 в зависимости от температуры (автор)

Аустенит при закалке превращается в мартенсит с тем же содержанием легирующих элементов. Следовательно мартенсит, полученный из высоколегированного аустенита также будет высоколегирован и в работе окажется "более устойчивым так как будет обладать более высокой красностойкостью Эти данные показывают также, что для получения высоколегированного и устойчивого мартенсита быстрорежущую сталь следует закаливать от возможно более высокой температуры (при закалке с 1200°С в растворе будет 7% W). ( Р

Структурная диаграмма опытных сплавов в исследованных пределах содержания углерода и - легирующих элементов состоит из восьми Областей. Верхняя граница области совместного существования аустенита, мартенсита и эвтектики не была установлена, поэтому она отмечена пунктиром.

При изучении зубьев тяжело нагруженных зубчатых передач из стали 18Х2Н4ВА наблюдали два вида белой зоны: в виде однородной нетравящейся структуры (тонкие слои) и полосчатой белой зоны, в которой белые полосы перемежаются с более темными. Толщина белой зоны с полосатым или однородным белым строением 30—120 мкм. При рентгенографическом исследовании в участках 5елой зоны обнаружены линии аустенита, мартенсита, цементита и карбидов хрома Сг23С6.

При высоких скоростях на скользящей поверхности чугуна установлено образование упрочненного слоя твердостью Я1/> >10 кН/мм2. Как показал рентгеновский анализ, слой состоял из феррита, аустенита, мартенсита и свободного цементита и, возможно, представлял собой чрезвычайно тонкую, сильно деформированную ледебуритную структуру.

Например, изучение процессов сухого трения скольжения высоколегированных никелевых, хромоникелевых и хромомарганцевых сталей показало, что значительное количество мартенсита деформации вызывает интенсивное и анизотропное по характеру упрочнение их активных слоев, что повышает сопротивление материалов схватыванию [11]. Мартенситное превращение в стали при трении способствует повышению работоспособности аустенита вследствие более длительного сохранения им пластических свойств.

аустенита мартенсита эвтектики карбидов титана эвтектоида эвтектики карбидов •гитана

Фиг. 72. Зависимость состава (в °/„) аустенита (мартенсита) от температуры закалки стали РФ1. Пунктиром показана зависимость по данным Гроссмана и Бэйна [3].

Закалка стали — процесс термической обработки, обусловливающий получение структур аустенита, мартенсита, троостита. Применяется для отливок, поковок, штамповок и механически обработанных деталей с целью повышения твердости, получения требуемых физико-механических свойств, улучшения специальных физических и химических свойств (высокие характеристики прочности, износостойкости, коррозионной стойкости, магнитных и электрических свойств).

Сплав Кь содержащий, например, 0,5% С, имеет избыток железа по сравнению с эвтектоидной концентрацией. Поэтому превращение аустенита начинается с выделения феррита. Точка 2, лежащая на линии GS, соответствует началу этого процесса.

Сплав, содержащий углерода больше 0,8%, показан вертикальной линией К.2 (см. рис. 141). Превращение аустенита начинается в точке 5, когда из аустенита выделяется цементит.

В доэвтектоидных сталях превращение аустенита начинается с образования феррита и обогащения углеродом оставшегося -у-Раств°Ра> заэвтектоидных — с выделения цементита и обеднения углеродом аустенита. В условиях равновесия распад аустенита на феррит и цементит (т. е. перлитное превращение) наступает тогда, когда содержание углерода в аустените, оставшемся после выделения избыточных феррита или цементита, будет соответствовать точке 5 (0,8 %).

Из схемы, приведенной на рис. 192, следует, что в заэвтектоидных сталях квазиэвтектоид может содержать углерода больше, а в доэвтектоид-ных сталях — меньше чем 0,8%, и разница будет тем больше, чем ниже температура превращения. Следовательно, чем ниже температура превращения, тем меньше должно выделиться избыточного феррита (цементита), чтобы началось перлитное превращение. При температуре выступа С-кривой и ниже распад аустенита начинается без выделения избыточных фаз.

Сплав I содержит 0,8% С и является эвтектоидным. Кристаллизация аустенита начинается в точке 1 и заканчивается в точке 2. До точки S в сплаве не происходит никаких фазовых превращений : сплав просто охлаждается. При температуре 727 °С (точка S) весь аустенит превращается в перлит. После эвтектоидного превращения феррит содержит 0,02% С. По мере охлаждения содержание в нем углерода снижается до 0,006%. Избыток углерода идет на образование цементита третичного (Цш). Структура стали при комнатной температуре-перлит. Из-за небольшого количества в сплаве цементит третичный на диаграмме не указывается.

Твердый раствор углерода (и других элементов) в а-железе называется ферритом, в у-железе—аустенитом. Распад аустенита начинается при 723 °С. Феррит имеет небольшую прочность (25 кгс/ммг) и высокую пластичность (6=50%). Аустдаит также высокопластичен и имеет низкую прочность.

В доэвтектоидных сталях превращение аустенита начинается с образования феррита. Сталь концетрации К\ при температуре, соответствующей точке 2, начинает превращаться в феррит, который почти не растворяет углерода. При температуре точки в растворимость углерода в перлите определяет точка а. Остав-

Сплав /Сь содержащий, например, 0,5% С, имеет избыток железа по сравнению с эвтектоидной концентрацией. Поэтому превращение аустенита начинается с выделения феррита. Точка 2, лежащая на линии GS, соответствует началу этого процесса.

Сплав, содержащий углерода больше 0,8%, показан вертикальной линией /С2 (см. рис. 141). Превращение аустенита начинается в точке 5, когда из аустенита выделяется цементит.

В доэвтектоидных сталях превращение аустенита начинается с образования феррита и обогащения углеродом оставшегося 7'Раств°Ра> заэвтектоидных — с выделения цементита и обеднения углеродом аустенита. В условиях равновесия распад аустенита на феррит и цементит (т. е. перлитное превращение) наступает тогда, когда содержание углерода в аустените, оставшемся после выделения избыточных феррита или цементита, будет соответствовать точке 5 (0,8%!).

Из схемы, приведен'-ной на рис. 192, следует, что в заэвтектоидных сталях квазиэвтектоид может содержать углерода больше, а в доэвтектоид-ных сталях — меньше чем 0,8%, и разница будет тем больше, чем ниже температура превращения. Следовательно, чем ниже температура превращения, тем меньше должно выделиться избыточного феррита (цементита), чтобы началось перлитное превращение. При температуре выступа С-кривой и ниже распад аустенита начинается без выделения избыточных фаз.