32. Превращения в стали при охлаждении. Диаграмма изотермического превращения аустенита.

Превращение аустенита в перлит идёт при t<A₁ (727ºC) при некотором охлаждении. Чем больше Δt, тем больше ΔF и термодинамические факторы должны ускорять процесс превращения. Но при этом снижается t, уменьшается диффузионная подвижность атомов – торможение процесса превращения.

Анализ закономерностей структурообразования проводится с помощью диаграмм термического превращения А→П.

t₁a₁, t₂a₂, t₃a₃ – инкубационный период

1 – начало превращения

2 − конец превращения.

При постоянных температурах (t₁, t₂, t₃) определяется время, через которое начинается и заканчивается процесс превращения А→П. Эти диаграмма имеют с-образную форму, и при t₂ – минимум устойчивости переохлаждённого А. На практике охлаждение при термообработке осуществляют в конкретных средах, от этого зависит скорость охлаждения. t, при которой происходят превращения, обеспечивают определённые структурные составляющие. При небольших температурах А, П, С, Т, Б – феррито-карбидная смесь. Отличие – степень дисперсности. Наиболее крупные частицы феррито-карбидной смеси: П, мельче С, ещё мельче Т, наиболее мелкие Б (игольчатое строение). П→Б – увеличивается твёрдость, прочность, уменьшается пластичность и вязкость.

V₁-V₅ – скорости охлаждения, обеспечиваемые реальными условиями на производстве.

Если охлаждение идёт с небольшой скоростью V₁ (охлаждение вместе с печью) формируется структура: П – мягкий, пластичный, вязкий. Операция термообработки – отжиг второго рода. V₂ – охлаждение на воздухе. Структура – сорбит, более твёрдый, чем П. Термообработка – формализация. V_кр=V₄ – критическая скорость охлаждения (минимальная скорость охлаждения, обеспечивающая образование новой структуры – мартенсит, наиболее твёрдая и прочная составляющая. Термообработка – закалка.

Для среднеуглеродистых сталей – охлаждение в воде (V₅). V₃ – охлаждение в минеральном масле. Струткура – троостит.

Чем выше содержание углерода и легирующих элементов, тем больше с-образные кривые смещаются вправо. Сдвиг с-образных кривых вправо обеспечивают все легирующие элементы (кроме кобальта – влево).