Превращения мартенсита при нагреве (при отпуске)
Влияние легирующих элементов на распад аустенита
Легирующие элементы влияют на диффузионные процессы и на полиморфное g®a превращение:
· в присутствии легирующих элементов снижается диффузионная подвижность углерода,
· диффузионная подвижность самих легирующих элементов мала,
· легирующие элементы замедляют g®a превращение.
Таким образом, легирующие элементы, находящиеся в твердом растворе, увеличивают устойчивость аустенита к распаду, т.е. сдвигают С-кривую вправо. Кроме того, легирующие элементы понижают точки начала и конца мартенситного превращения, увеличивая количество остаточного аустенита.
Структура мартенсита – неравновесная, поэтому нагрев приводит к её распаду с образованием более устойчивых структур (отпуску мартенсита). Основные превращения при отпуске:
1. Превращение мартенсита (t=100…350°C) сопровождается обеднением твердого раствора углеродом и выделением дисперсных ε-карбидов (~Fe2C):
М →Мобедн+ε–карбиды.
2. Распад остаточного аустенита (t=200…300°C) происходит по бейнитному механизму с образованием тех же фаз: .
Аост→Мобедн+ε–карбиды.
Получаемую при температурах до 350°C структуру называют мартенситом отпуска. Она состоит из обеднённого углеродом мартенсита и дисперсных ε-карбидов, когерентно связанных с кристаллической решеткой твердого раствора. МОТП сохраняет высокую твердость, но имеет повышенную пластичность по сравнению с мартенситом закалки.
3. Карбидное превращение (t=350…400°C). Завершается диффузионное выделение углерода из α-твёрдого раствора, одновременно ε-карбиды превращаются в цементит:
Мобед
Ф
ε–карбид(Fe2C)→Fe3C.
Эта высокодисперсная феррито-цементитная смесь называется трооститом отпуска. Образование Тотп сопровождается некоторым снижением прочности и твердости при повышении пластичности и вязкости.
4. Коагуляция и сфероидизация карбидов (t>500°C). Фазовый состав структуры сохраняется, но частицы цементита укрупняются и приобретают сферическую форму. Такую структуру называют сорбитом отпуска, он имеет зернистое строение. СОТП обладает высокой пластичностью, вязкостью, сопротивлением хрупкому разрушению. Твердость и прочность СОТП снижается из-за укрупнения карбидных частиц.