В результате мартенситного
превращения твердость стали возрастает (до 600 ИВ), сталь
упрочняется, пластичность же резко падает-Объясняется это тем, что
образование пересыщенного углеродом твер. дого раствора с сильно
искаженной решеткой, возникновение дислокационных скоплений и
двойников затрудняют движение дислокаций. Кроме того, на дислокациях
образуются атмосферы атомов углерода (атмосферы Коттрелла), а из
пересыщенного твердого раствора возможно выделение избыточной фазы —
цементита. Твердость мартенсита возрастает с увеличением содержания
углерода. Наличие в структуре остаточного аустенита приводит к
снижению твердости стали.
При повышении содержания в
мартенсите углерода проявляется склонность его к хрупкому разрушению,
поскольку образование атмосфер Коттрелла вызывает сильное
охрупчивание стали, затрудняет ее обработку давлением при низких
температурах.
Закалка может быть неполной,
если доэвтектоидную сталь, находящуюся в двухфазном
аустенитно-ферритном состоянии, резко охлаждать от температуры в
области Ас — АСз. Структура охлажденной
стали будет включать феррит и мартенсит (рис. 3.17, б). При
скорости охлаждения меньше критической скорости закалки в структуре
доэвтектоидной стали наряду с мартенситом и остаточным аустенитом могут
быть области тонкодифференцированного эвтектоида —троос-тита.
Заэвтектоидная сталь, закаленная из двухфазной аустенитоце-ментитной
области (ЛС] — Аст), приобретает
мартенситоцементит-ную структуру (рис. 3.17, в). Наличие в
структуре цементита приводит к повышению твердости
стали.
Бейнитное превращение является
промежуточным между перлитным и мартенситным, поскольку происходит в
интервале температур 250—500 °С и имеет признаки диффузионного и
сдвигового превращения. В результате бейнитного превращения аустенит
переходит в сс-фазу и дисперсный цементит. Различают бейнит верхний,
имеющий вид резаной соломы (рис. 3.17, г), и нижний с
игольчатой структурой (рис. 3.17, д). В интервале температур
бейнитного превращения переохлажденный аустенит распадается после
инкубационного периода. Поскольку при этом диффузия атомов железа
затруднена, бейнитное превращение включает сдвиговую перестройку у
->■ а, т. е. происходит по мартенситному механизму. Кристаллы
а-фазы при бейнит-ном превращении растут медленно. Диффузия атомов
углерода в интервале температур бейнитного превращения еще достаточно
активна, поэтому углерод способен перераспределяться между фазами.
Кристаллы а-фазы образуются из обедненных углеродом участков у-фазы,
а в областях пересыщенного раствора выделяется цементит. Сталь с бейнитной
структурой может иметь твердость до 400 ИВ.
Различают такие виды закалки:
непрерывная, прерывистая, с самоотпуском, ступенчатая,
изотермическая, поверхностная.
Непрерывной называют
закалку в одной охлаждающей среде непосредственно от
температуры нагрева. Она получила наибольшее распространение.
Прерывистая закалка
проводится в двух средах. Вначале сталь охлаждают в воде (легированные
стали — в масле) до температуры несколько выше точки Мн, а
затем ее быстро помещают в менее интен-
