При повышении скорости охлаждения частицы цементита, выделяющиеся из аустенита, становятся настолько мельче, что их невозможно увидеть через обычный микроскоп. Эти мельчайшие частицы образуют троостит, структура которого не отличается от структуры перлита и сорбита. Однако, размеры цементитных включений в троостите значительно меньше, чем в перлите и сорбите, что отражается в таблице 4. Процесс выделения цементита из аустенита при формировании перлита, сорбита и троостита сопровождается перестройкой кристаллической решетки γ-железа в кристаллическую решетку α-железа. Это явление играет важную роль в формировании структуры и свойств стали.
Начало мартенситного превращения, при котором аустенит образует игольчатую структуру, происходит при температуре 250— 300°С . Это превращение характеризуется прямой линией на рисунке 4, которая отображает температуру начала мартенситного превращения (точка Мн). При этом, точка Мн, которая обозначает начало превращения аустенита, практически не зависит от скорости охлаждения, но зависит от химического состава стали, особенно от содержания углерода. На рисунке 5 видно, что при повышении содержания углерода в стали, точка Мн смещается в сторону более низких температур. Это говорит о том, что содержание углерода влияет на начало мартенситного превращения и образование мартенситной структуры.
Температура, соответствующая Мн, вызывает почти мгновенное превращение значительной доли аустенита в мартенсит. Однако часть аустенита остается и подвергается превращению только при последующем охлаждении — обработке холодом. Точка Мк, которая определяет температуру окончания превращения аустенита в мартенсит, зависит от состава стали.
Ниже 450-500 °С и выше 200-250 °С происходит промежуточное бейнитное превращение аустенита, которое отличается от перлитного распада и мартенситного превращения, хотя имеет некоторые общие черты с этими превращениями. Бейнит, который является результатом диффузионного распада аустенита, представляет собой смесь феррита и карбидов, и в отличие от феррита перлита, феррит бейнита содержит больше углерода.
Новая информация:
Процесс превращения аустенита в мартенсит при повышенной температуре имеет свои особенности. При достижении Мн происходит быстрое превращение аустенита, и это является важным фактором при термической обработке стали. Однако, даже после этого превращения, остается некоторое количество аустенита, которое может претерпеть дополнительную обработку при низкой температуре. Этот процесс, известный как обработка холодом, позволяет добиться полного превращения аустенита в мартенсит.
Точка Мк является важным показателем в процессе превращения аустенита в мартенсит. Она определяет температуру, при которой превращение аустенита завершается. Эта температура зависит от состава стали, что позволяет контролировать процесс обработки и получать желаемые свойства материала.
Кроме того, ниже 450-500 °С и выше 200-250 °С происходит промежуточное бейнитное превращение аустенита. Это превращение отличается от перлитного распада и мартенситного превращения, но имеет сходные элементы. Бейнит представляет собой смесь феррита и карбидов, и содержит больше углерода, чем феррит перлита. Этот процесс также играет важную роль в формировании структуры и свойств стали.
Одной из основных различий между бейнитом, образовавшимся при высокой температуре, и бейнитом, образовавшимся при низкой температуре превращения, является их внешний вид. Верхний бейнит, который образуется при температуре около 400 °C, имеет структуру, напоминающую «резаную солому» или «перо». Нижний бейнит, в свою очередь, обладает строением, напоминающим иголки и похожим на мартенсит. Но не только внешний вид отличает эти два типа бейнита, они также имеют разные механические свойства. Важно отметить, что скорость охлаждения твердого раствора (аустенита) в стали определяет, какие основные превращения будут происходить далее :
В практике термической обработки, чтобы получить требуемую структуру, используются С-образные кривые, которые определяют зависимость образующей структуры стали от температуры переохлаждения аустенита. Эти кривые создаются опытным путем для каждой марки стали и предоставляют наглядную визуализацию этой зависимости.
При построении С-образных кривых в логарифмическом масштабе на оси ординат откладывается температура переохлаждения аустенита, а на оси абсцисс — время. Важно отметить, что первая С-образная кривая, ближе к оси ординат, представляет начало превращения аустенита, в то время как вторая кривая соответствует окончанию этого превращения.
Использование С-образных кривых в практике термической обработки имеет несколько преимуществ. Во-первых, они позволяют более точно контролировать процесс переохлаждения аустенита, что влияет на получение требуемой структуры стали. Во-вторых, эти кривые позволяют определить оптимальное время переохлаждения для достижения желаемых характеристик материала. Кроме того, С-образные кривые являются важным инструментом при разработке новых марок сталей, так как они помогают определить оптимальные параметры обработки для достижения необходимых свойств. В целом, использование С-образных кривых в практике термической обработки является неотъемлемой частью процесса и способствует повышению качества и надежности стали.
В настоящее время широко применяются термокинетические диаграммы превращения аустенита, представляющие собой графическое обобщение С-образных кривых и кривых скоростей охлаждения в одном графике. Такие диаграммы позволяют более детально изучить процесс превращения в условиях непрерывного охлаждения с разной скоростью.
Кроме того, пользуясь С-образными кривыми, можно представить, как будет происходить превращение аустенита при разных условиях охлаждения. Это позволяет получить представление о том, какие структурные изменения происходят в материале при изменении скорости охлаждения.
Однако, чтобы полностью понять процесс превращения аустенита, недостаточно только графического представления. Необходимо иметь дополнительные качественные данные, такие как зависимость от скорости охлаждения, образующуюся твердость. Эти данные позволяют более точно определить характеристики материала и прогнозировать его поведение в различных условиях.