Влияние легирующих элементов на превращения в стали при охлаждении

Влияние легирующих элементов на превращения в стали при охлаждении легче всего уяснить, исходя из предварительного рассмотрения их действия на процессы изотермического распада переохлажденного аустенита.

Установлено, что все легирующие элементы, кроме кобальта, повышают устойчивость переохлажденного аустенита и уменьшают скорость его превращения. Последнее отмечается на диаграммах изотермического превращения аустенита, построенных в координатах температура - время, перемещением вправо кривых, отвечающих началу и концу диффузионного распада аустенита. Среди главнейших легирующих элементов Мп, Сг и Мо наиболее резко увеличивают устойчивость переохлажденного аустенита; 1 Ni, Си и W действуют в этом направлении значительно слабее, a Si и А1 наименее эффективно.

Необходимо, однако, отметить, что карбидообразующие элементы повышают устойчивость аустенита лишь в том случае, когда они находятся в твердом растворе. Если же карбидообразующие элементы не переведены при нагревании в твердый раствор (аустенит) и сохраняются целиком в карбидах, то под влиянием легирования может наблюдаться даже обратный эффект, т. е. понижение устойчивости переохлажденного аустенита, как это, например, имеет место при невысоком нагреве стали, легированной ванадием.

Аустенит в этом случае будет обеднен не только легирующими карбидообразующими элементами, но и углеродом, поскольку часть его оказывается связанной в нерастворенных карбидах.

Влияние легирующих элементов на изотермические превращения переохлажденного аустенита заключается не только в повышении его устойчивости, но также, в ряде случаев, в смещении по температуре зон его минимальной устойчивости.

В сталях, легированных карбидообразующими элементами, как это установлено В. Д. Садовским, вместо одной зоны минимальной устойчивости обнаруживаются две такие зоны, разделенные зоной более высокой устойчивости аустенита. Здесь отмечены также получающиеся продукты превращения аустенита в различных температурных областях.

Область перлитного , превращения (1-я ступень) (пластинчатые сорбит и троостит)

Область игольчато-трооститнего превращения (2-я ступень) (игольчатый, троостит) .

Область мартенситного превращения(3-я ступень) (мартенсит, аустенит)

В то же время легирующие элементы оказывают неоднозначное действие на степень устойчивости переохлажденного аустенита и на скорость его диффузионного распада в различных температурных зонах.

Таким образом, в результате легирования существенно изменяется соотношение скоростей превращения в различных зонах диффузионного распада аустенита. Понятно, что последнее отражается на внешнем виде диаграмм изотермического превращения аустенита.

На некоторых диаграммах в определенном температурном интервале наблюдается разрыв линий, отвечающих началу и концу превращений аустенита. Последнее означает, что в этих температурных интервалах аустенит обладает громадной устойчивостью и даже в длительные промежутки времени не распадается совершенно. Такое явление встречается чаще у сложных высоколегированных сталей, где задерживающий эффект действия отдельных элементов обычно усиливается в присутствии других элементов.