1. Поняття критичних точок на діаграмі Fe-Fe3c. Критичні точки ас1 і ас3

По перегинах або зупинках температури на кривій охолодження, зв'язаних з тепловими ефектами перетворень, визначають температури відповідних перетворень. Ці температури називають критичними, а точки на кривих охолодження, які їм відповідають - критичними точками.Нагрівання сталі при термічній обробці використовують для отримання аустеніту. Структура доевтектоїдних сталі при нагріванні її до критичної точки Ac ₁ складається із зерен перліту і фериту. У точці Ac ₁ відбувається перетворення перліту в дрібнозернистий аустеніт. При подальшому нагріванні від точки Ac ₁ до Ас ₃ надлишковий ферит розчиняється в аустеніт і в точці Ас ₃ перетворення закінчуються. Вище точки Ас ₃ структура сталі складається з аустеніту

2. Перетворення феритної-карбідної структури в аутсиніт при нагріванні

Уиворення аустеніту при нагріванні являється дифузійним процесом і підпорядковується основним положенням теорії кристалізації.

При звичайних умовах нагрівання перетворення перліту в аустеніт відбувається при температурі вищій від критичної точки АС1.Таким чином, при нагріванні евтевтичної сталі трохи вище від критичної точки АС1 феритно-цементитна суміш –перліт пертворюється в аустеніт.

При нагріванні доевтевтичної сталі до температури вище критичної точки АС1 після перетворення перліту в аустеніт, утвор.ється двофазна структура аустеніт і ферит. При подальшому нагріванні в інтервалі температур АС1-АС3 ферит поступово перетворюється в аустеніт: кількість фериту зменшується і збільшується кількість аустеніту, але зменшується в ньому кількість вуглецю.Вище температури АС3 ферит зникає, а концентрація вуглецю в аустеніті відповідає вмісту його в сталі.

3. Ріст зерна аустиніту при нагріванні

За схильністю до росту зерна аустеніту сталі поділяють на спадково дрібнозернисті і спадково грубозернисті.

В спадково дрібнозернистій сталі при нагріванні до високих температур (1000-1050*) спостерігається незначне збільшення зерна, однак при більш високому нагріванні наступає бурний ріст зерна.

В спадково грубозернистій сталі навпаки, сильний ріст зерна спостерігається навіть при незначному нагріванні вище АС1.

4.Вплив величини зерна на властивості сталі

Величина зерна сталі суттєво не впливає на стандартний комплекс механічних властивостей, які отримують при випробуваннях на статичне розтягування ( δ, σ_0,2, σ_в, ψ) і твердість, але при зростанні зерна різко знижується ударна в’язкість, зменшується робота розповсюдження тріщини і підвищується поріг холодноламкості. Чим крупніше зерно тим сильніше сталь схильна до деформації та гартувальних тріщин. Це все необхідно враховувати при виборі режимів термічної обробки. Різнозернистість сильно знижує конструкційну міцність, спричиняє окрихчування в зонах, які розташовані біля концентраторів напружень.

5.Діаграма ізотермічного розпаду аустеніту

Діаграма ізотермічного перетворення аустеніту складається з двох кривих – початку розпаду аустеніту і повного його розпаду. Область, яка лежить зліва від кривої початку розпаду аустеніту відноситься до інкубаційного періоду; в інтервалі температур і часу, що визначаються цією областю, існує переохолоджений аустеніт, який практично не зазнає помітного розпаду. Тривалість інкубаційного періоду характеризує стійкість переохолодженого аустеніту. При збільшенні переохолодження його стійкість швидко зменшується, і досягає мінімуму, а далі знову зростає.

Кінетика перетворення аустеніту залежить від ступеню переохолодження та хімічного складу сталі і характерна окремо для кожної марки сталі, а тому для кожної сталі будують експериментально діаграму ізотермічного перетворення. Така діаграма дозволяє вибрати режим термічної обробки, який забезпечує бажану структуру в сталі.

Побудуємо діаграму ізотермічного перетворення аустеніту для вуглецевої сталі У8, як такої, що характеризується постійною температурою перетворення А→П при 727⁰С.