углерода в аустените до 0,45 % вследствие процессов его диффузионного перераспределения.

Влияние температуры нагрева в межкритическом интервале (МКИ) на количество образовавшегося аустенита в стали 10Г2С1 и полноту его превращения по диффузионному и бездиффузионному механизмам V -- а-прев-ращения при охлаждении можно проследить по номограмме, представленной на рис. 5.8. На номограмме выделяются три области, отличающиеся степенью устойчивости аустенита. Первая область — область наибольшей устойчивости, соответствует максимальной температуре нагрева, при которой образуется 10—30% у-фазы, и наибольшему содержанию углерода. Вторая —■ область минимальной устойчивости, соответствующая образованию 40—60 % аустенита для сталей без ванадия и 50—70 % аустенита для сталей, содержащих ванадий. В этой области для аустенита характерна меньшая насыщенность .углеродом вследствие его повышенной диффузионной подвижности ва границах рекристаллизованной структуры и выделения специальных карбидов. В третьей области с содержанием в структуре более 80 % аустенита отмечаются завершение процессов рекристаллизации и прохождение в определенной степени процессов гомогенизации. При этом механизм его распада при охлаждении приближается к механизму у -»- сс-превращения из однофазной аустен^тной области.

В работе [50] на примере стали 05Г2С2 показано, что при охлаждении из МКИ аустенит, образовавшийся при 780 °С, превращается при всех скоростях охлаждения только в мартенсит. При увеличении температуры нагрева до 900 °С устойчивость аустенита уменьшается, появляется ферритная область превращения, область бейнитного превращения смещается в сторону больших скоростей охлаждения, повышается температура начала мартенситного превращения. В этом случае аустенит при всех скоростях охлаждения распадается с образованием избыточного феррита, а при снижении скорости охлаждения с 70 до 8 °С/с вместо мартенситной образуется мартенситно-бейнитная смесь структур, или бейнит. Выделение избыточного феррита при распаде аустенита способствует образованию трехфазной струк-

40

О

735 750 800

Рис. 5.8. Номограмма устойчивости

аустенита стали 10Г2С1 [15]: / — количество аустенита, образовавшегося при нагреве; 2—б — количестве бей-нитно-мартенситной составляющей в структуре, образовавшейся при охлаждении со скоростями соответственно 150, 100, 80, 50 и 30 °С/с; 7—9 — количество мартенситной составляющей, образовавшейся при охлаждении со скоростями соответственно 150, 100 и 80 °С/о

туры, включающей мартенсит, бейнит и старый феррит, существующий при отжиге в (а + -у)-области, а также нового (эпи-таксиального) феррита, образовавшегося при распаде аустенита, который возникает непосредственно на старом феррите без зарождения новой кристаллической ориентировки. Характерно, что два указанных типа феррита отличаются друг от друга по содержанию легирующих элементов, так как при охлаждении из МКИ они не могут перераспределяться между «новым» ферритом и мартенситом [50]. Поэтому эпитаксиальный феррит по химическому составу соответствует аустениту.

Данные, характеризующие влияние максимальной температуры нагрева в МКИ на фазовый состав структуры и механические свойства стали 05Г2С2, представлены на рис. 5.9. Максимальная устойчивость аустенита отмечается при ггаах = 830° С, когда количество образовавшегося вновь аустенита составляет 10—25 %, а наименьшая — при tmax = 900 °С. Отмеченные изменения в устойчивости аустенита связаны с уменьшением содержания углерода в его составе при увеличении температуры нагрева.

При содержании аустенита более 75 % его устойчивость возрастет в результате увеличения размера зерна аустенита при fmax ^ ^ 950 °С. Кроме того, возрастает степень гомогенности аустенита. Изменяя температуру нагрева, удается в широких пределах регулировать прочность стали. Низкое отношение от/ов является характерным для двухфазных ферритно-мартенситных низколегированных сталей и по данным работы 1501 способствует релаксации напряжений при наличии дефектов типа трещин, а также в условиях наводороживающей агрессивной среды.

Оптимальным соотношением структурных составляющих для двухфазных низколегированных сталей подобного типа считается следующее: 10—25 % мартенсита и 75—80 % феррита. Например, при нагреве до 775 °С требуемая для обеспечения указанного фазового состава скорость охлаждения сталей 09Г2Ф и 09Г2ФБ

750 850 950tmai!,oC

рис. 5.9. Фазовый состав (а) и механические свойства (б) стали 05Г2С2 после

охлаждения из МКИ со скоростью 30 °С/с:

— бывший аустенит; 2 — мартенсит; 3 — исходный феррит; 4 — эпитаксиальный

феррит [50]