Бейнитное (промежуточное) превращение: механизм превращения, структура и свойства бейнита

Бейнитом называется механическая смесь α-фазы и карбида, образующаяся в результате промежуточного превращения.

Механизм бейнитного превращения:

1.Происходит диффузионное перераспределение углерода в аустените. Появляются участки обогащённого аустенита А_обог и участки, обеднённые углеродом А_обед. Области повышенной и пониженной концентрации углерода.

2.Участки обеднённого аустенита, вследствие повышения мартенситной точки, происходит превращение обеднённого аустенита в мартенсит сдвиговым путём.

3.Из обогащенного аустенита выделяется углерод в виде карбидов.

4.Обеднённый аустенит претерпевает мартенситное превращение по бездиффузионному механизму.

5.Из мартенсита выделяются карбиды, мартенсит трансформируется в α- фазу.

Особенность бейнитного превращения: оно никогда не идёт до конца, всегда образуется остаточный аустенит - А_ост (~10÷40%).

По структуре и по условиям образования бейнит подразделяется на два типа:

Верхний бейнит образуется при 550-350°С; имеет «перистый» вид (типа резаной соломы). Частицы карбидов выделяются не в виде пластинок, как в перлите, а в виде изолированных узких частиц (рис.3.1,а). Такая структура снижает пластичность сталей, твердость и прочность не изменяются или несколько снижаются.

Рис. 3.1 – Механизм образования бейнита: а) - верхнего (перистого) и б) нижнего (игольчатого) бейнита

Нижний бейнит образуется при 350°С – т.Мн, имеет игольчатое (пластинчатое) строение (рис.3.1,б). Карбидные частицы в нижнем бейните располагаются в пластинках α-фазы. Нижнийбейнит имеет высокие прочностные свойства при сохранении высокой пластичности

Бейнит сочетает довольно высокую прочность, присущую мартенситным структурам и повышенные вязкость и пластичность, характерные для перлитных структур. ВБ менее прочен и отличается пониженной вязкостью, вследствие охрупчивания карбидов. НБ отличается повышенной вязкостью и пластичностью.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается превращение переохлаждённого аустенита в перлит?

2. Какие структуры образуются в результате перлитного превращения?

3. Какова характерная особенность мартенсита?

4. Кинетика мартенситного превращения.

5. Почему в структуре некоторых сталей присутствует остаточный аустенит?

6. Как влияет увеличением содержания углерода в мартенсите на его твердость?

7. Какая структура называется бейнитом?

8. Объясните механизм бейнитного превращения.

9. Чем отличаются структуры верхнего и нижнего бейнита?