§ 2. Закалка стали
Закалкой называется вид
термической обработки, заключающийся в нагреве стали, выдержке и
последующем быстром охлаждении, после которого сталь находится в так
называемом неравновесном структурном состоянии, не свойственном ей
при температуре 20 °С. Охлаждение стали при закалке проводят в воде или в
масле.
Переохлаждение аустенита до
низких температур (линия Ми на рис.
3.14) вызывает его превращение в мартенсит. Мартенсит представляет
собой пересыщенный твердый раствор углерода в а-железе, содержащий столько
же углерода, сколько и исходный аустенит, и имеющий искаженную
тетрагональную кристаллическую решетку.
Минимальная скорость охлаждения,
необходимая для переохлаждения аустенита до мартенситного
превращения, называется критической скоростью закалки. Скорость охлаждения' стали
максимальна на поверхности и снижается к центру изделия, поэтому
возможно, что здесь не образуется мартенсит. Склонность изделия к
закалке характеризуется прокаливаемостью, под которой
подразумевают глубину проникновения закаленной зоны.
Переохлажденный ниже
эвтектоидной температуры аустенит оказывается метастабильным и
претерпевает распад, для описания кинетики которого пользуются
экспериментально построенными диаграммами температура — время —
степень распада. Эти диаграммы называют диаграммами изотермического превращения аустенита (рис. 3.14). Образцы стали
нагревают до
температур стабильности
аустенита, а затем охлаждают с различной скоростью до температуры
ниже'ЛГ( и выдерживают, не изменяя ее, до полного распада
аустенита. При этом определяют время начала и окончания превращения, и по
найденным значениям строят соответственно линии аб и
вг.' В течение некоторого промежутка времени, называемого
инкубационным периодом, распад аустенита не фиксируется.
Например, при температуре 650 °С величина отрезка
аха2 характеризует время инкубационного
периода, когда устойчив переохлажденный аустенит, в точке
а2 начинается эвтектоидное превращение аустенита, в
точке а3 оно заканчивается. Рис.
3.14. Диаграмма изотермического ПРИ температуре ниже
Аг, ИН-
превращения
аустенита кубационный период и временной