(отжиге или нормализации)
При понижении температуры ниже А1 происходит распад аустенита на феррит и цементит. Этот процесс идет по разному в доэвтектоидных, эвтектоидных и заэвтектоидных сталях, но сущность его одна
А ® Ф+Ц
Процесс распада аустента на феррит и цементит носит диффузионный
характер, так как сопровождается перемещением атомов углерода на сравнительно большие расстояния. Естественно, для этого требуется определенное время, и дисперсность продуктов распада будет зависеть от степени переохлаждения или скорости охлаждения.
Рассмотрим процесс распада аустенита на примере эвтектоидной стали. Это превращение состоит из трех этапов:
1. Перегруппировка атомов из решетки аустенита (ГЦК) в решетку феррита (ОЦК);
2. Выделение мельчайших частичек цементита;
3. Рост частиц цементита пластинчатой формы в феррите
Таким образом, при медленном охлаждении эвтектоидной стали формируется структура пластинчатого перлита. Увеличение скорости охлаждения приводит к понижению критических точек по сравнению с равновесной диаграммой - распад аустенита будет происходить не при температуре 7230, а несколько ниже. При этом скорость диффузии уменьшается, частички цементита не успевают вырасти, твердость повышается. Структуры с более мелкими частичками цементита (по сравнению с цементитом перлита) называются сорбитом и троститом. Условия образования продуктов распада аустенита и их свойства условно можно представить в следующем виде.
|
|
Скорость охлаждения 0/сек. | Получаемая структура | Примерный размер частичек цементита, мм | Твердость, НВ |
<50 | Перлит | 1 - 9*10-3 | <260 |
50-100 | Сорбит | 1 - 9*10-4 | 260-300 |
100-150 | Тростит | 1 - 9*10-5 | 350-400 |
Таким образом, при сравнительно медленных скоростях охлаждения формируются структуры перлита, сорбита и тростита, состоящие из феррита и цементита, которые различаются только размером частичек цементита и твердостью.
В доэвтектоидных и заэвтектоидных сталях распад аустенита протекает аналогично с той лишь разницей, что до начала образования перлита выделяется избыточный феррит или цементит соответственно.