Мартенситного превращения

(классификация сталей по структуре нормализации)

Остановимся на двух важных закономерностях, проявляющихся при легировании сталей.

1. Очевидно, что по сравнению с углеродистыми сталями диффузионная подвижность атомов в легированных сталях подавлена и в тем большей степени, чем выше концентрация легирующих элементов.

Поэтому все легирующие элементы (кроме Со ) замедляют скорость диффузионного распада аустенита (А ® Ф+П, см. раздел 2.2.1), т.е. увеличивают время его минимальной устойчивости (t _min) и соответственно смещают вправо линии С – диаграммы (см. ниже рис. 2.3.3).

2. Все легирующие элементы (кроме Co и Al ), подобно углероду (рис. 2.3.2), снижают (в различной степени) температуры начала ( М_н ) и конца ( М_к ) мартенситного превращения.

Рис. 2.3.2. Влияние содержания углерода на температуры начала (М_н) и конца (М_к) мартенситного превращения

Обе эти тенденции (смещение линий С – диаграммы и температур М_н и М_к) отражены на рис. 2.3.3. На этом же рисунке проведены линии V_охл., наклон которых характеризует скорость охлаждения образцов стали из аустенитного состояния на спокойном воздухе (такая термическая обработка называется нормализацией).

Этот рисунок поясняет классификацию сталей по структуре нормализации.

Видно, что при относительно небольшом количестве легирующих элементов (рис. 2.3.3,а) охлаждение на воздухе приводит к распаду аустенита на ферритокарбидные смеси (перлитному превращению, см. разд. 2.2.1); такие стали относят к перлитному классу (их большинство, так как из-за небольшого легирования они наиболее дешевы).

При повышенном содержании легирующих элементов (рис. 2.3.3,б)

V_охл.³ V_кр., а так как М_н > 20 ^оС, нормализованная сталь при комнатной температуре приобретает мартенситную структуру – это стали мартенситного класса.

При большом содержании легирующих элементов (особенно Ni, Mn) М_н сдвигается в область отрицательных температур, поэтому после нормализации сталь сохраняет аустенитную структуру (аустенитный класс).

Очевидно различие механических свойств сталей, принадлежащих к этим трем структурным классам.