ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА КИНЕТИКУ РАСПАДА АУСТЕНИТА И ТЕМПЕРАТУРУ МАРТЕНСИТНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ

(КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ ПО СТРУКТУРЕ НОРМАЛИЗАЦИИ) Остановимся на двух важных закономерностях, проявляющихся при ле-

гировании сталей.

1. Очевидно, что по сравнению с углеродистыми сталями диффузионная подвижность атомов в легированных сталях подавлена и в тем большей степе-ни, чем выше концентрация легирующих элементов.

1В легированных сталях это – вторичные карбиды легирующих элементов.

Поэтому все легирующие элементы (кроме Со) замедляют скорость диффузионного распада аустенита (А ® Ф+П, см. раздел 2.2.1), т.е. увеличи-вают время его минимальной устойчивости (t min) и соответственно смещают вправо линии С – диаграммы (см. ниже рис. 2.3.3).

2. Все легирующие элементы (кроме Co и Al), подобно углероду (рис. 2.3.2), снижают (в различной степени) температуры начала (Мн) и конца (Мк) мартенситного превращения.

Рис. 2.3.2. Влияние содержания уг-лерода на температуры начала (Мн) и конца (Мк) мартенситного пре-вращения

Обе эти тенденции (смещение линий С – диаграммы и температур Мн и Мк) отражены на рис. 2.3.3. На этом же рисунке проведены линии Vохл., наклон которых характеризует скорость охлаждения образцов стали из аустенитного состояния на спокойном воздухе (такая термическая обработка называется нормализацией).

S легирующих элементов, %

t А1 t А1 t А1

Мн Vохл Мн Vохлt t

ПМ

Vохл

Мн

Рис. 2.3.3. Смещение линий C-диаграммы и температуры начала мартен-ситного превращения (Мн) при увеличении содержания леги-рующих элементов в стали (классификация сталей по структуре нормализации): П, М, А - перлитный, мартенситный и аустенит-ный класс соответственно

Этот рисунок поясняет классификацию сталей по структуре нормали-зации.

Видно, что при относительно небольшом количестве легирующих эле-ментов (рис. 2.3.3,а) охлаждение на воздухе приводит к распаду аустенита на ферритокарбидные смеси (перлитному превращению, см. разд. 2.2.1); такие стали относят к перлитному классу (их большинство, так как из-за небольшо-го легирования они наиболее дешевы).

При повышенном содержании легирующих элементов (рис. 2.3.3,б)

Vохл.³ Vкр., а так как Мн > 20 оС, нормализованная сталь при комнатной темпера-туре приобретает мартенситную структуру – это стали мартенситного класса.

При большом содержании легирующих элементов (особенно Ni, Mn) Мн сдвигается в область отрицательных температур, поэтому после нормализации сталь сохраняет аустенитную структуру (аустенитный класс).

Очевидно различие механических свойств сталей, принадлежащих к этим трем структурным классам.