ИЗМЕНЕНИЯ В БОЛЕЕ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ

Микроструктура. При наличии в зоне сплавления разнородных сталей характерной структурной неоднородности участок зоны, располагающийся в высоколегированной стали, в случае обычного травления выявляется, как это видно из рис. 31, в виде темнотравя-щейся прослойки, что по своей природе может быть скоплением мелкодисперсных карбидных соединений. Эти соединения настолько дисперсны, что даже при больших увеличениях трудно выделить отдельные их включения (рис. 40).

Характерной особенностью указанной прослойки является изменение ее структуры по ширине. Непосредственно у границы

Рис. 40. Изменение структуры аустенитного металла Х25Н13 в зоне сплавления с перлитной сталью при образовании в ней характерной структурной неоднородности, ХЮОО.

сплавления прослойка представляет собой черную полоску, свидетельствующую о скоплении здесь большого количества выделившейся фазы. За ней следует участок, где образующейся новой фазы выделяется заметно меньше. Заканчивается прослойка участком измененной структуры, в котором выделившаяся фаза располагается лишь по границам зерен высоколегированной стали.

Рассмотренная структура измененной прослойки высоколегированной стали получена при нагреве зоны сплавления в области докритических температур. В таких условиях темнотравящуюся структуру могут иметь не только карбидные соединения, поэтому для уточнения природы этой прослойки необходимы дополнительные исследования. Ими могут быть прежде всего исследования изменения структуры металла рассматриваемой прослойки с повышением температуры нагрева зоны сплавления.

В сталях, склонных к образованию карбидов, последние выделяются при охлаждении ниже температуры предельной растворимости углерода в данной стали. Поэтому выделенные карбиды сохраняются только в том случае, когда сталь не нагревается до этой температуры. Отсюда следует, что, если прослойка измененной структуры высоколегированной стали представляет собой скопление карбидов, ее не должно быть в зоне сплавления, нагреваемой

до температур, выше температуры растворимости карбидов в данной стали. После такого нагрева прослойки не должно быть даже в зоне, которая до этого выдерживалась в области докритических температур и потому имела эту прослойку.

Температуру растворимости карбидов для тех или иных сталей можно установить, пользуясь диаграммой их состояния. Согласно этой диаграмме, для используемой в проведенных исследованиях стали (аустенитная сталь типа Х19Н11МЗ с содержанием углерода 0,10—0,15%) она составляет 1100° С.

На рис. 41 приведена микроструктура металла зоны сплавления аустенитной стали Х19Н11МЗ с углеродистой СтЗ в соединении, выдержанном в течение 24 ч при температуре 1200° С. Здесь нет рассматриваемой прослойки. Этот факт является прямым подтверждением того, что измененная структура высоколегированной стали в зоне сплавления с менее легированной, выявляемая в виде темнотравящейся прослойки, представляет собой скопление карбидов. Проведенный эксперимент свидетельствует также и о том, что в зоне сплавления после нагрева выше температуры

выпадания карбидов не наблюдается обезуглероженной (светло-травящейся) прослойки со стороны менее легированного металла (стали СтЗ).

Отмеченное изменение микроструктуры легко объяснить, если учесть, что при температуре 1200° С зона сплавления представляет собой контактную границу двух аустенитных металлов, так как при этой температуре используемая в качестве менее легированного металла малоуглеродистая сталь марки СтЗ также будет иметь аус-тенитную структуру вследствие происшедшего при критической температуре Ас, сс-э-у-превращения. В таких условиях увеличивается подвижность углерода в менее легированной стали, и в зоне сплавления идет процесс выравнивания содержания углерода в твердых растворах, который протекает без особых препятствий и поэтому охватывает значительную область. В результате этого» обеспечивается относительно равномерное распределение углерода без скопления или уменьшения его в каком-либо участке как со» стороны менее легированного, так и со стороны более легированного, металла, что исключает образование в зоне сплавления характерной структурной неоднородности.

Фазовый состав. Для сталей, содержащих карбидные соединения, фазовый состав может быть установлен при исследовании этих

Рис. 41. Микроструктура зоны сплавления аустенитного металла Х19Н11МЗ с углеродистой сталью 35, Х150.