Бейнитное превращение

Как уже отмечалось, бейнитное превращение переохлаждённого аустенита происходит в температурном интервале, расположенном ниже перлитного, но выше мартенситного интервала (см. рис. 2.6), поэтому его часто называют промежуточным. Промежуточное (бейнитное) превращение аустенита сочетает элементы перлитного и мартенситного превращений (рис. 2.13).

Рис. 2.13. Схема промежуточного (бейнитного) превращения

Особенностью бейнитного превращения является его протекание в интервале температур, при которых практически отсутствует диффузия углерода. При этих температурах в переохлаждённом аустените происходит диффузионное перераспределение углерода, в результате чего образуются участки аустенита, богатые и бедные углеродом. Образование концентрационной неоднородности приводит к возникновению напряжений, а так как для обеднённых углеродом участков мартенситная точка лежит выше температуры изотермической выдержки аустенита, то напряжения приведут к g→a – превращению по мартенситной реакции, что подтверждается появлением рельефа на полированном шлифе (как и на мартенситной структуре).

Участки аустенита, обогащенные углеродом, превращения не испытывают, и при охлаждении от температуры изотермической выдержки до комнатной сохраняются аустенитными или частично испытывают мартенситное превращение.

Различают «верхний» и «нижний» бейнит, образующийся, соответственно, в верхней и нижней части бейнитного интервала температур (условная граница между ними 350°С). Верхний бейнит имеет пористое строение, а нижний – игольчатое (мартенситоподобное). Нижний бейнит по виду микроструктуры бывает трудно отличить от отпущенного мартенсита. Верхний бейнит можно отличить от нижнего по распределению карбидной фазы. Электронно-микроскопический анализ показал, что в верхнем бейните карбидные частицы расположены между пластинами феррита или по границам и частично внутри пластин, а в нижнем бейните включения карбида находятся только внутри пластины a-фазы.

Бейнит по своим свойствам, составу и структуре близок к продуктам отпуска мартенсита закаленной стали, если температуры бейнитного превращения переохлажденного аустенита и отпуска мартенсита одинаковы. Ферритная фаза в бейните является пересыщенным раствором углерода в a-железе. Карбидная фаза в верхнем бейните – цементит, а в нижнем бейните – e-карбид, который заменяется цементитом с увеличением времени выдержки (как и при отпуске стали).