ры растворимости карбидов в
аустените с увеличением содержания углерода обусловлено повышением
активности углерода в аустените вследствие роста его концентрации в
твердом растворе и увеличения коэффициента термодинамической
активности.
3. Рост зерна аустенита
С повышением температуры и
увеличением времени выдержки в аустенитной области происходит рост
зерна аустенита. Движущей силой собирательной рекристаллизации
аустенита является стремление системы понизить поверхностную энергию
путем уменьшения протяженности границ зерен. В подавляющем
большинстве сталей необходимо получить мелкое зерно аустенита, так
как чем меньше размер зерна, тем выше прочность, сопротивление
хрупкому разрушению и ряд других свойств сталей. В некоторых сталях
(например, в магнитномягких трансформаторных сталях) стремятся получить,
наоборот, крупное зерно. Легирование существенно влияет на размер
зерна аустенита.
Карбидо- и нитридообразующие
элементы (Сг, Мо, \¥, V.
N1), Тл, 2т) тормозят рост зерна
аустенита при нагреве, причем тем сильнее, чем более стойкую фазу образует
элемент. Алюминий, связанный в нитрид, также сильно тормозит
рост зерна. Такое влияние карбидо- или нитридооб-разующих элементов
объясняется наличием нерастворен-ных в аустените дисперсных карбидов и
нитридов, оказывающих барьерное действие на мигрирующую границу
зерен. Растворение и коагуляция дисперсных фаз в аустените устраняют или
снимают эффект барьерного действия частиц.
Максимальный размер зерна
аустенита й зависит от размера
частиц и их количества (формула Зинера и Смита):
(19)где г — радиус частиц; / — их
объемная доля.
Следовательно, чем больше
объемная доля нераство-ренных частиц сохраняется в стали при нагреве и
меньше их размер, тем более мелкозернистым получается аустенит. Для
получения мелкозернистой стали в широком диапазоне температур нагрева
наиболее эффективно легирование стали двумя или более карбидо- или
нитридообра-зующими элементами, имеющими различную температуру перехода
соответствующих фаз в твердый раствор.
