6.1. Превращения при нагреве стали.

Нагрев стали при термической обработке используют для получения мелкозернистого аустенита.

Эвтектоидная сталь при нормальной температуре имеет структуру перлита. В процессе ее нагревания при температуре 727°С перлит превращается в аустенит.

В доэвтектоидных сталях, которые состоят из феррита и перлита, при дальнейшем нагревании происходит превращение феррита в аустенит, которое заканчивается при температуре 830°С.

У заэвтектоидных сталей, состоящих из цементита и перлита, идет процесс растворения цементита в аустените, заканчивающийся при 940°С.

Нагревание сталей до температур ниже линии PSK (обозначается Ас₁ – при нагреве и Аr₁ – при охлаждении) не сопровождается фазовыми изменениями. Фазовые изменения начинаются при переходе через точку Ас₁ (температура 727° С), называемой также первой критической температурой, где перлит превращается в аустенит (рис. 6.1). Феррит в доэвтектоидной стали и цементит в заэвтектоидной стали растворяются в аустените. В точке Ас₃ (линия GS) завершается растворение феррита, а в точке Ас_m (линия SE) цементита. Выше этой точки сталь состоит уже из одного аустенита. С повышением температуры зерна аустенита увеличиваются. Явление чрезмерного укрупнения зерен в стали называют перегревом. Нагрев стали до температур, близких к линии солидус, сопровождается оплавлением и окислением между зернами. Это пережигание, приводящее к браку детали.

Рис. 6.1. Схема образования зерен аустенита

А – аустенит, Ф – феррит, Ц – цементит

Образование аустенита обеспечивает перестройку -железа в -железо с растворением в нем углерода.

Для завершения диффузионных процессов и получения однородного аустенита сталь нагревают до температур на 30…50° выше критических (830°С, 940°С или 727°С) и выдерживают при этих температурах определенное время.