Превращение аустенита

изменений в связи с превращением аустенита в мартенсит, тростит или сорбит.

В США одна из разновидностей НТМО, применяемая при обработке конструкционных легированных сталей, получила название «аусформинг» [115—126], а другая, используемая при упрочнении инструментальных быстрорежущих сталей, была названа «маруоконг» [127]. Еще в 1954 г. Э. Липе и Г. Ван-Цвилен [102] обнаружили, что после деформирования метаста-бильного аустенита в температурном интервале между перлитным и бейнитным превращениями с последующим превращением аустенита в мартенсит или игольчатый троостит прочностные характеристики более чем на 33% выше, чем после обычных режимов термической обработки. Так, деформация переохлажденного аустенита с последующей закалкой и низким отпуском (100—200°) привела к возрастанию предела прочности хромоникелевой стали (0,35% С; 1,5% Сг; 4,5% Ni) с 209 до 280 кГ/мм2, одновременно увеличила относительное удлинение с 2 до 12%, причем сужение поперечного сечения возросло

На данной установке исследовалась стойкость образцов из стали 65Г при повторно-контактном нагружении после высокотемпературной термомеханической обработки с диффузионным превращением аустенита (ВТМДО) [79] и после комбинированного упрочнения, включающего ВТМДО и последующее деформационное старение (обжатие 3%, старение при 250°С).

Выводы о влиянии структуры, полученные в различных работах на основании какого-либо частного вида абразивного из-.нашивания, можно использовать только с большой осторожностью, внося поправки на изменение условий работы. В некоторых случаях такие выводы являются приемлемыми только для данных частных условий абразивного изнашивания, при которых они были получены. Отдельные выводы различных исследователей противоречат друг другу. Например, А. А. Сороко-Новицкая [204] считает, что остаточный аустенит в стали вызывает понижение износостойкости, а В. М. Гутерман и М. М. Тененбаум [58] считают, что наличие в структуре стали остаточного аустенпта не снижает ее сопротивления абразивному изнашиванию, и объясняют это превращением аустенита Э высоколегированный мартенсит в объемах, подвергающихся рбразивному изнашиванию. Следует отметить, что в той и п другой работе абразивное изнашивание производилось на машине Х4-Б.

труднее обрабатывается резанием,поскольку наклепывается сильнее, чем феррит. Обладает высокой стойкостью против износа при ударных нагрузках. Имеет низкий предел текучести при сравнительно высоком пределе прочности, высокие пластичность и ударную вязкость. Не переходит в хрупкоэ состояние при понижении температуры испытания, если только по границам его зерен нет фаз с малой прочностью. Характерной особенностью аустенита высокомарганцовистых сталей (10 — 15% марганца и 1 — 1.4% углерода) является сочетание свойств высокого сопротивления истиранию и хорошего сопротивления ударным нагрузкам. Высокое сопротивление износу марганцовистого аустенита объясняется его большой склонностью к упрочнению под влиянием наклепа и превращением аустенита в мартенсит под влиянием деформации. Образующийся весьма твердый поверхностный слой хорошо сопротивляется истиранию, тогда как сохранившаяся вязкая аустенитная сердцевина успешно противостоит ударным нагрузкам.

Закалка с самоотпуском Кратковременное погружение изделий в закалочную среду с последующим медленным охлаждением на воздухе, во время которого закалившаяся зона отпускается за счет тепла сердцевины или той части, которая не погружалась в закалочную среду Для уменьшения внутренних напряжений и замены последующего низкого отпуска Образование аустенита или аустенита и карбидов с последующим превращением аустенита в мартенсит Отпущенный мартенсит

Закалка ступенчатая Быстрое охлаждение в зоне температур перлитного и промежуточного превращений в расплавленной соли, кратковременная выдержка при температуре несколько выше (ниже) мартенситной точки Мн в течение времени, не вызывающего распада аустенита Снижение внутренних напряжений и предупреждение закалочных трещин и деформаций изделий Образование аустенита или аустенита и карбидов с последующим превращением аустенита в мартенсит Мартенсит или мартенсит -~ карбиды и остаточный аустенит

Рентгеноанализ дорожки трения роликов, обработанных по режиму 4 и 5, свидетельствует, что количество аустенита до и после испытания на износ одинаково. Из этого следует, что в данном случае повышение износоустойчивости не может быть объяснено превращением аустенита в мартенсит в процессе трения.

также неодновременным превращением аустенита в феррит и перлит по высоте и по длине шва и местной подкалкой. Эти превращения сопровождаются изменениями объема металла.

твердость. Начиная с температуры закалки 1050° С, для стали Х12Ф1 отпуск при температуре 500—550° С приводит ко вторичному повышению твердости, вызванному превращением аустенита.

Хромонпкелевые стали после закалки на аустенит обладают высокими пластическими свойствами. С ростом содержания углерода (и азота ) повышаются механические свойства хромоникелевых сталей как в закаленном, так и в состаренном состоянии. При этом чем выше температура закалки сталей (950—1150° С), тем меньше их прочность и твердость и выше пластичность. При холодной деформации в зависимости от степени обжатия происходит значительный рост предела прочности, текучести и твердости, пластические свойства снижаются, но сохраняются на достаточно высоком уровне. При холодной деформации происходит также изменение магнитных свойств, связанных с превращением аустенита, особенно у низкоуглеродистой стали.

Сплав концентрации Ki, содержащий углерода меньше 0,01%, при температуре порядка 1000°С имеет структуру аустенита. При нормальной температуре железо существует в форме а, следовательно, при охлаждении происходит -у-^сс-превраще-ние или превращение аустенита в феррит. Для чистого, совершенно безуглеродистого сплава это превращение произошло бы при постоянной температуре в точке G (911°С). Для сплава концентрации К\ превращение происходит в интервале температур от точки / до точки 2. На кривой охлаждения это прев-

Рассмотрим превращение аустенита в сплавах, более богатых углеродом, в первую очередь процесс превращения аустенита в сплавах с концентрацией, соответствующей эвтектоид-ной (см. рис. 141, сплав с 0,8%С).

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.

При достижении сплавом точки 3 состав аустенита примет эвтектоидную концентрацию и при постоянной температуре будет происходить превращение аустенита в перлит (горизонтальный участок 3 — 3' на кривой охлаждения). После окончания превращения структура стали бу-дет состоять из феррита и перли-та. Она показана на рис. 143.

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.

II. Превращение аустенита в перлит, протекающее Fev(C) -> Fea + Fe3C или А -> П. III. Превращение аустенита в мартенсит: Fev(C)-»-Fea(C) или А->М. 232

Превращение аустенита в перлит заключается в распаде аустенита — твердого раствора углерода в -у-железе, на почти чистое ос-железо и цементит:

При температуре равновесия А\ превращение аустенита в перлит невозможно, так как при этой температуре свободные энергии исходного аустенита и конечного перлита равны.

Образующаяся ниже изгиба С-кривой игольчатая структура получила название бейнит. Превращение аустенита в бейнит имеет общие черты с перлитным и мартенситным превращениями, поэтому с бейнитным превращением следует познакомиться после изучения превращения аустенита в мартенсит.

Пока мы рассмотрели превращение аустенита в перлит, протекающее в сталях, по составу близких к эвтектоидному. Если содержание углерода в стали отлично от эвтектоидного, то, как следует из диаграммы железо — углерод, превращению аустенита в перлит предшествует выделение феррита или цементита.

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 %).