3.Рост зерна аустенита

Образующиеся при нагреве перлита зерна аустенита получаются мелкими. При повышении температуры или выдержке происходит рост зерна аустенита. Движущей силой роста является разность свободных энергий мелкозернистой и крупнозернистой структуры аустенита. Стали различают по склонности к росту зерна аустенита. Если зерно аустенита начинает быстро расти даже при незначительном нагреве выше температуры, то сталь наследственно крупнозернистая. Если зерно растет только при большом перегреве, то сталь наследственно мелкозернистая.

Склонность к росту аустенитного зерна является плавочной характеристикой. Стали одной марки, но разных плавок могут различаться. Ванадий, титан, молибден, вольфрам, алюминий – уменьшают склонность к росту зерна аустенита, а марганец и фосфор – увеличивают ее. При последующем охлаждении зерна аустенита не измельчаются. Крупное зерно снижает сопротивление отрыву, ударную вязкость, повышает порог хладоломкости.

Неправильный режим нагрева может привести либо к перегреву, либо к пережогу стали. Перегрев. Нагрев доэвтектоидной стали значительно выше температуры приводит к интенсивному росту зерна аустенита. При охлаждении феррит выделяется в виде пластинчатых или игольчатых кристаллов. Такая структура называется видманштеттовая структура и характеризуется пониженными механическими свойствами. Пережог имеет место, когда температура нагрева приближается к температуре плавления. При этом наблюдается окисление границ зерен, что резко снижает прочность стали. Излом такой стали камневидный. Пережог – неисправимый брак.

4.Переохлаждение аустенита

Степень переохлаждения аустенита является основным фактором, от которого зависит микроструктура стали в результате отжига второго рода. Необходимая степень переохлаждения достигается или при непрерывном охлаждении или при изотермических выдержках. Регулируя степень переохлаждения аустенита, можно изменять характер продуктов его распада: при малых степенях переохлаждения получается грубая феррито-цементитная смесь - перлит, при большей степени переохлаждения получается более тонкая феррито-цементитная смесь - сорбит при еще большей степени переохлаждения образуется высокодисперсная феррито-цементитовая смесь-троостит, в которой частицы феррита и цементита – очень дисперсны. Если степень переохлаждения аустенита невелика, то он полностью распадается на механическую смесь феррита и цементита разной степени дисперсности. Чем больше степень переохлаждения аустенита, тем мельче образуемая из него ферритно-цементитная смесь. Полученные перлитные структуры называют по-разному. При большей степени переохлаждения называют сорбитом. Прибольший степени переохлаждения аустенита диффузия по-давляется и протекает бездиффузионный процесс: распад аустенита с образованием еще одной неравновесной структуры - мартенсита. Этот процесс носит название мартенсит-ного превращения. В зависимости от степени переохлаждения аустенита различают три температурные области или ступени превращения: перлитную; область промежуточного превращения и мартенситную.