По данным В. Д. Садовского, алюминий и кобальт повышают температуру начала мартенситного превращения, а остальные элементы, кроме кремния, понижают ее. Кремний не влияет на 7ИН. Наиболее интенсивно температура Ма понижается с увеличением содержания углерода. Элементы, понижающие точку Мн, увеличивают также содержание остаточного аустенита.

С повышением содержания углерода, легирующих элементов в закаленной стали происходит плавный переход от структуры реечного мартенсита к структуре пластинчатого мартенсита, т. е. растет объемная доля областей превращения, имеющих двойники [35]. Такой переход возможен и в стали заданного химического состава в результате увеличения интенсивности охлаждения металла при закалке.

По данным работы [35] предварительная (до 8 %) пластическая деформация аустенита активизирует, а большая (до 17 %) затрудняет мартенситное превращение при последующем охлаждении аустенита, так как создает развитые субзеренные границы.

Бейнит представляет собой смесь феррита и дисперсных карбидов, различимых только с помощью электронного микроскопа. Существуют две морфологические разновидности бейнита — верхний и нижний.

Поскольку бейнитиые структуры образуются в температурном интервале между перлитным и мартенситным превращениями аустенита, бейнитное превращение часто называют промежуточным. В начальный момент при охлаждении до температуры начала бейнитного превращения £н в аустенитных зернах возникают участки кристаллов бейнитного феррита с пониженным по сравнению со сталью содержанием углерода. При дальнейшем понижении температуры образуются кристаллы бейнитного феррита с более высоким содержанием углерода. Например, в стали с 0,23 % С концентрация углерода в а-фазе при промежуточном превращении равна 0,1 % при 300 °С и 0,16 % при 250 °С.

В ходе промежуточного превращения отмечается увеличение периода решетки остаточного аустенита от 3,579-Ю-4 до 3,591-Ю-4 мкм. Таким образом, при промежуточном превращении происходит процесс перераспределения углерода между а и «у-фазами. Например, в стали с 0,15—0,18 % С содержание углерода в остаточном аустените достигает 0,5—1 %. После окончания промежуточного превращения из остаточного пересыщенного углеродом аустенита выделяются карбиды, и он приобретает способность к дальнейшему распаду по механизму распада перлита. Причем увеличение в составе стали Б1, Мп, Сг, №, С стимулирует процесс карбидообразования в остаточном аустените, в то время как легирование А1 понижает склонность к карбидообразованию [35].

В соответствии с моделью Б. Я- Любова в высокотемпературной области бейнитное превращение лимитируется диффузией

углерода, а в низкотемпературной — дрейфом атомов углерода. Смена одного лимитирующего фактора другим и приводит к изменению морфологии бейнитной фазы. В температурной области образования нижнего бейнита скорость диффузии углерода существенно снижается, поэтому и образуются пересыщенные углеродом кристаллы бейнитного феррита, в которых затем выделяются дисперсные карбиды.

Таким образом, в температурном интервале превращения, близком к перлитному, образуется структура верхнего бейнита, характеризующаяся перистым строением. Бейнит, образовавшийся при температурах, несколько превышающих температуру Ма, имеет игольчатое строение и называется нижним. Рейки бейнита, как и пластины мартенсита, не могут пересекать исходное аусте-нитное зерно. Отличительные признаки структур верхнего и нижнего бейнита определены в работах [35, 48]. В верхнем бейните частицы карбидов расположены по границам или по границам и внутри ферритной фазы. В нижнем бейните карбидные частицы расположены внутри и поперек ферритного кристалла. В первом приближении температурная граница между областями образования этих разновидностей бейнита может быть принята равной 500—550 °С.

Различие в строении структур верхнего и нижнего бейнита определяется тем обстоятельством, что в нижнем бейните образуется цементит в ферритных пластинах, пересыщенных углеродом, а в верхнем образуются карбиды из аустенита.

Для промежуточного превращения, в результате которого образуется бейнит, характерны признаки как мартенситного, так и перлитного превращения. Бейнитному превращению предшествуют диффузионное перераспределение углерода в аустените. Это подтверждается увеличением периода кристаллической решетки непревратившейся еще части аустенита. Последующее уменьшение периода кристаллической решетки свидетельствует о выводе углерода из твердого раствора в карбидную фазу и способствует реализации сдвигового (мартенситного) механизма превращения [35]. Скорость продвижения межфазной границы феррит—аустенит, а следовательно, и скорость роста бейнита определяются при этом скоростью диффузии углерода. Подтверждением реализации мартенситного механизма превращения является образование микрорельефа на поверхности шлифа.

Отличие промежуточного превращения от мартенситного — значительно меньшая скорость роста кристаллов (0,1 — 0,01 мкм/с) [41 ]. Скорость роста кристаллов в поперечном направлении примерно на порядок меньше, чем в продольном.

Малую величину энергии активации роста кристаллов а-фазы при бейнитном превращении (48—68 кДж/моль) по сравнению с энергией диффузии углерода в аустените (128—159 кДж/моль) Б. Я. Любов объясняет тем, что отвод углерода от фронта растущего кристалла а-фазы осуществляется при дрейфе атомов угле-