Закалка без полиморфного превращения

Закалка без полиморфного превращения применяется только к сплавам имеющим переменную растворимость в твердом состоянии, фиксируется состояние характерное для высокой температуры.

Выше линии переменной растворимости в результате закалки может появится однофазный твердый раствор или избыточная фаза равновесная для температурного состояния.

Изменение свойств при закалке зависит от фазового состава и особенностей структуры сплава в исходном и закаленном состояниях, от условий закалки, предыдущей обработки. Резкое изменение свойств не происходит. Свойства при такой закалке могут изменятся по разному, может расти прочность при сохранении пластичности. Если исходный сплав имел крупные включения, то после закалки прочность сплава повышается, из-за легирования твердого раствора. Если включения меньшей дисперсности, то при их растворении сплав получает меньшую твердость.

После такой закалки возможно проведение пластической деформации. После такой закалки структура сплава не стабильна. Твердый раствор пересыщенный его внутренние напряжения выше чем должны бить при данной температуре. Такой сплав стремится приобрести более равновесное состояние. Процессы распада твердого раствора начинаются при комнатной температуре. Однако подвижность атомов не достаточна, для ускорения процессов. Сплавы нагревают – при этом переход в более равновесное состояние является самопроизвольным, а температура только ускоряет процесс.

Получение равновесной структуры после закалки без полиморфного превращения называют старением. Если старение проводят при комнатной температуре то его называют – естественным, повышенной – искусственным. Распад твердого раствора происходит постоянно.

В твердом растворе образуются зоны с повышенным содержанием растворенного компонента. Эти зоны в начале небольших размеров и не обнаруживаются никакими методами (кластер). По мере выдержки кластеры растут и когда они начинают обнаруживаться рентгеноструктурно то они называются зоной Гинье-Престона. У них та же кристаллическая решетка, что и у матричного раствора, но из-за различия в атомных диаметрах металла-основы и легирующего элемента вызывает местное изменение межплоскостных расстояний. В зависимости от того на сколько сильно различны размеры атома основы и легирующего элемента зоны Гинье-Престона могут иметь различную форму: <3% - сферические, 3-5% - иголки, кубики, >5% - пластинчатую, голкообразную. Это объясняется соотношением поверхностной и упругой энергии в матрице.

Превращение при отпуске закаленной стали

Отпуском называются те процессы которые проходят в закаленном материале при нагреве. Отпуск проводят для материала закаленного на мартенсит (закалка с полиморфным превращением). Нагрев проводят так чтобы не проходили фазовые превращения. Основные процессы при отпуске – распад твердого раствора, выпадение стабильных фаз, процессы возврата и рекристаллизации металлической матрицы. Для чистых металлов закаленных на мартенсит отпуск заключается только в возврате и рекристаллизации материла.