Влияние на распад аустенита

Все легирующие элементы (за исключением Со), растворенные в аустените, замедляют распад переохлажденного аустенита, сдвигая С-кривые вправо (рис. 10.1).

Рис. 10.1 Влияние элементов, растворенных в аустените, на диаграмму изотермического распада аустенита

1.Нелегированные стали

2.Легированные стали

Если ЛЭ являются карбидообразующими элементами и растворены в аустените, то они задерживают перлитное превращение, но ускоряют бейнитное (рис. 10.2), при этом между этими превращениями появляется область высокой устойчивости аустенита.

Рис. 10.2 Влияние карбидообразующих элементов, растворенных в аустените, на диаграмму изотермического распада аустенита

1 – для нелегированной стали

2 – для стали, легированной Cr, W, Mo и др. карбидообразующими элементами.

Повышение устойчивости аустенита ниже точки А₁ приводит к уменьшению критической скорости охлаждения (см. рис. 10.3).

Рис. 10.3 Критическая скорость для нелегированной (V_кр1) и для легированной сталей (V_кр2)

Уменьшение V_кр позволяет охлаждать детали более медленно при закалке (вместо воды в качестве охлаждающей жидкости можно использовать масло и реже воздух). Это очень важно для деталей сложной конфигурации или большой массы, т.к. при закалке в воде такие детали коробятся и растрескиваются.

Кроме того, уменьшение V_кр повышает прокаливаемость стали (обеспечивается получение мартенситной структуры на всем сечении изделия), а это означает, что становится возможным получить на всем сечении детали нужную структуру и свойства.

Наиболее сильно увеличивают прокаливаемость Cr, Ni, Mo, Mn и др. Лучше, когда добавляют два-три легирующих элемента (Cr+Ni, Cr+Mn; Cr+Mn+Si и т.д.), понемногу каждого, в сумме 4-6%.

Если в стали присутствует большое количество мелких частиц (чаще это карбиды), то они, являясь готовыми центрами кристаллизации перлитных структур, понижают прокаливаемость. Таким образом, такие элементы как Ti, Zr, Nb, V и др. уменьшают прокаливаемость, т.к. образуют устойчивые карбиды, поэтому их вводят в сочетании с Mn, Ni, которые сильно повышают прокаливаемость.