ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ФАЗ и структурных составляющих в железе, сталях и чугунах из "Металлография железа 1 " Поведение б-феррита в простой углеродистой стали очень мало исследовано, так как эту высокотемпературную фазу невозможно наблюдать при комнатной температуре. При понижении температуры она превращается в аустенит, а затем в феррит. [c.74] Термин аустенит применяют для определения первичного твердого раствора, который образует гранецентрированное кубическое у-железо с большинством металлов и некоторыми неметаллическими элементами. [c.74] Микроструктура у-железа наряду с расположением, протяженностью и формой области устойчивости аустенитной фазы как в простых углеродистых, так и в легированных сталях, описана во введении к главе 14. [c.74] Аустенитная фаза редко встречается в простых углеродистых сталях. При отсутствии примесей аустенит не устойчив при комнатной температуре. Ниже 723° С он распадается на феррит и цементит. Следовательно, наблюдать аустенит в таких сталях можно только при помощи высокотемпературного микроскопа (при температурах, соответствующих области у-фазы, границей которой является линия Ы]Е80 на диаграмме состояния железо— углерод). [c.74] МОЖНО определить ту температуру/11, знание которой имеет чисто практическое значение Л1 450° С как для закаленных, так и для отпущенных структур. Температура Л ) 700°С, в то аромя как все карбиды растворяются примерно при 600° С. [c.75] После быстрого охлаждения (закалки) или во время изотермических превращений при достаточно низкой температуре может сохраниться определенное количество аустенита. Например, бейнит (ф, 137/5- 7) и мартенсит (ф. 137/8) часто содержат некоторое количество пенревра1ценного аустенита. В простых углеродистых сталях это количество обычно мало, если содержание углерода не очень высоко. В сталях, С0держа1дих легирующие элементы в растворах замещения, количество остаточного аустенита может быть значительным. [c.75] Чтобы понять причину сохранения аустенита при низких температурах, следует принять, что аустенит не является совершенно гомогенной фазой. Нужно также учесть напряжения, которые возникают в аустените во время внезапного охлаждения до температур на несколько сот градусов ниже температуры его действительной устойчивости. [c.75] Как прямое доказательство, так и сравнение с аналогичными кристаллическими структурами показывает, что вероятность существования гомогенного аустенита очень мала. Аустенитные зерна имеют сложное внутреннее строение как с геометрической, так и с химической точек зрения. [c.75] Главной причиной неоднородности является ликвация, протекающая по время кристаллизации, так как процесс диффузии не проходит до конца (ф. 136/5,6). [c.75] Кроме того, при быстром охлаждении аустенитного твердого раствора — стабильного при высоких температурах, на несколько сот градусов ниже температуры его устойчивости, происходит деформация его под действием напряжений, возникших при охлаждении эта деформация сопровождается перемадением несо-верн1енств. [c.75] Доказательством существования закалочных напряжений является наличие термических двойников (ф. 136/1, 2, 5, 6). [c.75] При охлаждении образуются области с высокой плотностью несовершенств (ф. 136/3, 4), в которых напряжения велики. Благодаря диффузии, в этих высоконапряженных областях происходит скопление атомов углерода, т. о. в матрице возникает локальная неоднородность, которая носит как геометрический (локальное обогащение дефектами), так и химический (различная концентрация легирующих элементов) характер. [c.75] Эти неоднородности (как появляющиеся при высокой температуре, так и возникающие при охлаждении) можно считать причиной существования остаточного аустенита. [c.75] Остаточный аустенит должен располагаться в областях с высокой плотностью несовершенств, которые могут быть обогащены элементами внедрения. [c.75] Аустенит, сохранившийся в силу указанных причин во время бейнитного или мартенситного превращений, часто имеет очень высокую устойчивость. При изотермическом распаде в мартен-ситной области его устойчивость увеличивается со временем и мартенситное превращение может продолжаться только при значительном понижении температуры (ф. 183/5—8). Аналогично этому в случае бейнитных структур распад остаточного аустенита на карбиды и феррит (ф. 176/1—7) может произойти только при отпуске стали при относительно высоких температурах. [c.75] Остаточный аустенит понижает твердость сталей с мартен-ситной структурой и повышает их вязкость. [c.75] Размер зерен аустенита как в простой углеродистой, так и в легированной сталях влияет на структуру продуктов превращения, и, следовательно, на механические свойства этих сталей. Температура и время выдержки в аустенитной области и вообще все режимы термической обработки сталей (закалка, нормализация, горячая или холодная обработка давлением и др.) влияют на размер аустенитного зерна. [c.75] Трудность заключается в выявлении и подсчете зереп, которые не существуют при комнатной температуре, так как в большинстве сталей аустенит при этой температуре не устойчив. Были разработаны многочисленные методы выявления размера исходных аустенитных зерен на фоне стабильной при комнатной температуре структуры. [c.75] Аустенитные зерна в заэвтектоидных сталях можно легко обнаружить, так как заэвтектоидный цементит обычно располагается по границам этих зерен (ф. 156/4). Другой метод состоит из выявления аустенитных зерен путем науглероживания (цементации) сталей (испытание Макквэда—Эна). Подобным же образом в доэвтектоидных сталях с малым содержанием феррита на границах исходных аустенитных зерен обычно образуются тонкие ферритные прожилки. [c.75] Применение этих методов ограничено определенными категориями сталей кроме того, большинство из них требует предварительной аустенитизации образца. Они выявляют только размер зерна аустенита. который возникал в процессе конкретной термической обработки, но не дают никакой информации об истинном аустенитном зерне, которому соответствует конкретная структура образца при комнатной температуре. [c.76] Вернуться к основной статье