Превращения при нагреве

Рассмотрим превращения, происходящие при нагреве в сталях с исходной равновесной структурой: феррит и перлит в доэвтектоидных сталях, перлит в эвтектоидной стали, перлит с вторичным цементитом в заэвтектоидных сталях. При промышленных скоростях нагрева перлит вплоть до температуры Ас1 сохраняет пластинчатое строение. При достижении температуры Ас1 начинается превращение перлита в аустенит. Кристаллы аустенита зарождаются преимущественно на межфазных поверхностях раздела феррита с цементитом.

Превращение состоит из двух параллельно идущих процессов: полиморфного a®g-перехода и растворения в g-Fe кристаллов цементита.

Поскольку в каждой перлитной колонии зарождается несколько центров кристаллизации, превращение при температуре Ас₁ сопровождается измельчением зерна стали. Эта очень важная особенность фазовой перекристаллизации широко используется в практике термической обработки, связанных с нагревом стали до аустенитного состояния.

В стали эвтектоидного состава перекристаллизация заканчивается после завершения превращения перлита в аустенит.

В доэвтектоидных сталях при нагреве от Ас₁ до Ас₃ происходит превращение избыточного феррита в аустенит, а в заэвтектоидных сталях при нагреве от Ас₁ до Ас_m – растворение продуктов распада избыточного цементита в аустените. Оба процесса сопровождаются диффузией углерода, приводящей к выравниванию концентрации и небольшому укрупнению зерен аустенита.

При дальнейшем повышении температуры или увеличении длительности выдержки при данной температуре происходит рост зерна аустенита. Крупное зерно – это исправимый брак, называется перегрев. Перегревисправляется повторной аустенизацией с нагревом до более низкой температуры.

Если сталь нагреть до очень высокой температуры, близкой к температуре солидус, то происходит оплавление границ зерен. Такой брак называется пережог и является неисправимым.