Рост аустенитного зерна

Начало перлито-аустенитного превращения сопровождается образо­ванием первых зерен аустенита. Первые зерна аустенита образуются на границе между ферритом и цементитом — структурными состав­ляющими перлита. Превращение начинается с образования множества мелких зерен. Размер этих зерен характеризует так называемую величину начального зерна аустенита.

Дальнейший нагрев (или выдержка) по окончании превращения вызывает рост аустенитных зерен. Рост зерна — самопроизвольно протекающий процесс, так как при этом уменьшается суммарная поверхность зерен (уменьшается поверхностная энергия), высокая температура обеспечивает лишь достаточную его скорость.

Различают два типа сталей: наследственно мелкозернистую и наследственно крупнозернистую; первая характеризуется малой склонностью к росту зерна, вторая — повышенной склонностью.

Переход через критическую точку А₁ сопровождается резким уменьшением зерна (рис.50). При дальнейшем нагреве зерно аусте­нита в мелкозернистой стали не растет до 950—1000 °С, после чего устраняются факторы, препятствующие росту, и зерно начинает быстро расти.

У крупнозернистой стали ничто не препятствует росту зерна, который и начинается вскоре после перехода через кри­тическую точку.

Под наследственной зернистостью следует подразумевать склон­ность аустенитного зерна к росту.

Рис. 50. Схемеизменения размера зерна в зависимости от нагрева в аустенитной области

 

Размер зерна, полученный в стали в результате той или иной тер­мической обработки, — это так называемое действительное зерно.

Таким образом, различают:

1) начальное зерно — размер зерна аустенита в момент оконча­ния перлито-аустенитного превращения; 2) наследственное (при­родное) зерно — склонность аустенитных зерен к росту; 3) действи­тельное зерно — размер зерна аустенита в данных конкретных условиях.

Размеры перлитных зерен зависят от размеров зерен аустенита, из которых они образовались. Чем крупнее зерна аустенита, тем, как правило, большего размера перлитные зерна, образующиеся из них (рис.50). Аустенитные зерна растут только при нагреве (при последующем охлаждении они не измельчаются), поэтому мак­симальная температура нагрева стали в аустенитном состоянии и ее наследственная зернистость определяют окончательный размер зерна.

Укрупнение зерна аустенита в стали почти не отражается на механических свойствах таких, как твердость, сопротивление разрыву, предел текучести, относительное удлинение, но сильно снижает ударную вязкость.