Размер аустенитного зерна

На сильно развитой ферритокарбидной поверхности раздела образуется большое число центров аустенита, и к концу превращения аустенитное зерно получается мелким. Чем дисперснее исходная структура, тем мельче аустенитное зерно.

С повышением температуры с. з. ц. аустенита возрастает более интенсивно, чем л. с. р., и соответственно аустенитное зерно в момент окончания аустенитизации получается мельче. Следовательно, при быстром нагреве до высоких температур и коротких выдержках можно получать мелкое аустенитное зерно, что важно для термообработки со скоростным нагревом.

По окончании аустенитизации зерна аустенита способны к росту, движущей силой которого является неуравновешенность поверхностного натяжения на границах и в стыках зерен. С повышением температуры рост зерна аустенита ускоряется.

Зерно может расти равномерно, как при собирательной рекристаллизации, но может наблюдаться и неравномерный рост, когда небольшое число крупных зерен аустенита растет за счет множества мелких, пока они не исчезнут. Этот процесс по существу является вторичной рекристаллизацией (смотрите Вторичная рекристаллизация). Мелкие зерна аустенита стабилизированы против роста дисперсными частицами, в частности нитрида алюминия.

При перлитоаустенитном превращении удельный объем уменьшается примерно на 1%, что вызывает небольшую равномерную пластическую деформацию
— фазовый наклеп аустенита. А. А. Бочвар предположил, что первичная рекристаллизация аустенита наступает в результате фазового наклепа.

В. Д. Садовский показал, что температурный интервал первичной рекристаллизации аустенита, происходящей под действием фазового наклепа, может накладываться на температурный интервал аустенизации, а может быть сдвинут выше температуры ее окончания на десятки и сотни градусов.

Первичная рекристаллизация аустенита представляет большой практический интерес, если исходная структура стали кристаллографически упорядочена, как в случае видманштеттовой структуры (смотрите Диффузионные превращения аустенита при охлаждении) и особенно мартенсита или бейнита (смотрите Закалка с полиморфным превращением). Из-за подкалки на воздухе при литье, сварке и горячей обработке давлением в легированных сталях образуется мартенсит или бейнит.

При отжиге в таких случаях можно встретиться со структурной наследственностью: аустенит получается ориентационно связанным с исходной структурой и если исходное зерно была крупным, то и вновь образующееся аустенитное зерно также получается крупным.

Но из-за фазового наклепа аустенит имеет повышенную плотность дефектов решетки и обладает термодинамическим стимулом к первичной рекристаллизации, которая идет из многих центров, измельчает зерна аустенита и нарушает его ориентационные связи с исходной структурой.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Патентирование

Для получения высокопрочной канатной, пружинной и рояльной проволоки применяют изотермическую обработку, которая известна с 70-годов XIX в. и получила название патентирования. Проволоку из углеродистых сталей, содержащих от 0,45 до 0,85%С, нагревают в проходной печи до температуры на 150 — 200 °С выше Ас3, пропускают через свинцовую или соляную ванну с температурой 450 — 550 °С…

Изотермический отжиг

Малая степень переохлаждения аустенита, необходимая при отжиге, может быть получена не только при непрерывном охлаждении стали с печью. Другой путь — ступенчатое охлаждение с изотермической выдержкой в интервале перлитного превращения (смотрите рисунок Основные разновидности отжига 2-го рода доэвтектоидной стали). Такая термообработка называется изотермическим отжигом. После нагрева до температуры выше А3 сталь ускоренна охлаждают до температуры…

Нормализация

При нормализации сталь нагревают до температур на 30 — 50 °С выше линии GSE и охлаждают на воздухе (смотрите рисунок Температура нагрева сталей для отжига 2-го рода). Ускоренное по сравнению с отжигом охлаждение обусловливает несколько большее переохлаждение аустенита (смотрите рисунок Основные разновидности отжига 2-го рода доэвтектоидной стали). Поэтому при нормализации получается более тонкое строение эвтектоида…

Влияние режима сфероидизирующего отжига

Для режима сфероидизирующего отжига заэвтектоидных сталей характерен узкий температурный «интервал отжигаемости». Нижняя его граница должна находиться немного выше точки А1, чтобы образовалось большое число центров выделения карбида при последующем охлаждении. Верхняя граница не должна быть слишком высокой, так как иначе из-за растворения в аустените центров карбидного выделения при охлаждении образуется пластинчатый перлит. Так как точки…

Сфероидизирующий отжиг

Для заэвтектоидных сталей полный отжиг с нагревом выше Аст (линия ES) вообще не используют, так как при медленном охлаждении после такого нагрева образуется грубая сетка вторичного цементита, ухудшающая механические и другие свойства. К заэвтектоидным углеродистым сталям широко применяют отжиг с нагревом до 740 — 780 °С и последующим медленным охлаждением. После такого нагрева в аустените…