Фазовый состав сталей после отжига в зависимости от содержания углерода

Эти отжиги имеют различные температурно-временные параметры, различные конечную структуру и свойства. Однако, благодаря длительным выдержкам при высоких температурах и охлаждению с применением печного оборудования или на воздухе, их конечный фазовый состав соответствует диаграмме состояния «железо-цементит».

Для термической обработки сталей важным структурным параметром является размер зерна аустенита. Размер зерна, полученный при нагреве в высокотемпературную аустенитную область, не изменяется после охлаждения до комнатной температуры. Он как бы «наследуется» перлитной, перлито - ферритной, перлито - цементитной структурами. Размер зерна аустенита определяет и размер пластин феррита и цементита, образующихся по эвтектоидной реакции.

Размер зерна «бывшего аустенита» определяет такие характеристики сталей, как временное сопротивление разрыву, предел текучести, предел выносливости (по механизму зернограничного упрочнения), а также и ударную вязкость.

Зерно аустенита укрупняется («растет») при значительном превышении линии Ас₃ во время нагрева. Причиной этого является инициируемое температурой стремление структуры к минимуму свободной энергии, которая в данном случае уменьшается за счет поверхностной энергии.

В связи с этим при термообработке рекомендуется нагрев до температур, превышающих А_с3 не более чем на 50°С. Однако в практике термообработки возможно нарушение режима нагрева, в результате которого происходит укрупнение зерна из-за значительного превышения температуры выше Аc₃ (так называемый «перегрев»). Перегрев возможен и при горячей обработке давлением. В любом случае полученная в результате перегрева крупнозернистая структура стали является дефектной и требует исправления.

Таблица 2.8