15. Превращение (распад) аустенита при медленном охлаждении.

В зависимости от степени переохлаждения выделяется наблюдаются 3 области ниже температуры А₁:

1. 727° - 550°. Здесь атомы С и Fe обладают достаточной диффузионной подвижностью. Распад аустенита происходит по нормальному диффузионному механизму, и конечной структурой является перлит.

2. 550° - 250°. При переохлаждении в этой области, С обладает ещё и диффузионной высокой подвижностью, а Fe уже почти не перемещается. Распад в этой области происходит как по диффузионному, так и по не диффузионному механизму, и образуется структура «бейнит», а область – «бейнитная промежуточная область».

3. 250° и ниже. В этой области у атомов всех элементов диффузионная подвижность близка к нулю. Распад аустенита происходит по бездиффузионному сдвиговому механизму. Структура при этом называется «мартенсит», а область – «область мартенситных превращений».

Для изучения кинетики превращения аустенита пользуются диаграммами.

И зотермический распад аустенита

Для изучения изотермического превращения аустенита небольшие образцы сталей/сплавов нагревают до температур, соответствующих существованию стабильного аустенита, т.е. выше точки А₁, затем быстро охлаждают

(переохлаждают) до температур ниже А₁, и выдерживают при этих температурах до полного распада аустенита. По результатам строится

кинетическая кривая, показывающая количество распавшегося аустенита в зависимости от времени. Начиная с времени τ = a превращение идёт с нарастающей скоростью до того момента, когда образуется 50% новый фазы. Далее скорость превращения замедляется и заканчивается по истечении времени ab. Отрезок Оа – инкубационный период – время, в течении которого превращение не идёт. Точка а – начало распада. аb – время превращения аустенита в перлит. b – конец превращения. Построение таких кривых после охлаждения для разных температур позволяет получить диаграмму изотермического распада аустенита.

16. Диаграмма изотермического распада аустенита эвтектоидной стали.

Диаграмма для эвтектоидной стали:

К ривая а₁..а₅ – кривая начала распада аустенита. Она показывает время, когда превращение практически не наблюдается. Кривая b₁..b₅ – кривая окончания распада аустенита, т.е. время, необходимое для полного превращения аустенита в перлит при данном переохлаждении. А_п (отрезок) – переохлаждённый аустенит. Τ_min – время минимальной устойчивости (время до начала распада) переохлажденного аустенита при температуре 550°С. Для углеродистых сталей это порядка 1-2 секунд. При аустенитном превращении образуется структура перлит, которая представляет собой чередование ферритовых и цементитовых пластин.

От изгиба кривой до М_н (начала мартенситного превращения) протекает промежуточное превращение, в результате образуется структура – бейнит, состоящая из α-фазы (феррит), пересыщенной углеродом, и частиц цементита, имеющих игольчатое строение. Ниже температуры Μ_н переохлаждение аустенита происходит по бездиффузионному превращению (сдвиговому). Аустенит превращается в мартенсит.

У доэвтектоидной стали начало распада аустенита характеризуется выделением феррита, и на диаграммах изотермического распада появляется дополнительная линия, соответствующая этому распаду. У заэвтектоидных сталей дополнительная линия – из аустенита первым выделяется цементит.