10. ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ ОТПУСКЕ
ЗАКАЛЕННОЙ СТАЛИ
Нагрев закаленной стали со
структурой, состоящей из мартенсита и остаточного аустенита, приводит
к разнообразным превращениям. В углеродистой стали, не содержащей
легирующих элементов, эти превращения заключаются: а) в
перераспределении концентрации углерода в а-твердом растворе
(мартенсите) с образованием областей, богатых и бедных углеродом; б)
в выделении высокоуглеродистой, низкотемпературной карбидной фазы в
начале высокой дисперсности, когерентно связанной с матрицей, с
кристаллической решеткой, отличной от цементита, и с последующим
нарушением когерентности вследствие превращения е-карбида в
цементит и его коагуляцией; в) в превращении остаточного аустенита по
механизму, близкому к бейнитному; г) релаксации напряжений и
рекристаллизации «-матрицы.
Процесс перераспределения
концентрации углерода и образование обедненных и обогащенных участков
в мартенсите протекает одновременно с начальным этапом процесса выделения
е-карбида, когда вокруг выделившейся частицы в обогащенной области
образуется зона обеднения.
Этот процесс можно характеризовать
временем полураспада (что соответствует уже явному замедлению указанных
процессов), при котором в а-твердом растворе (мартенсите) сохраняется
половина общего содержания углерода. Это время тем меньше, чем выше
температура. Время полураспада мартенсита в стали с 1,4% С при отпуске
приведено ниже.
Температура
отпуска,
°С.......... 0 20 40 60 80 100
120 140 160
Время
....... 340 6,4 2,5
3 7 ч. 50 8 мин 2,3 45 о
лет
года мес. дня 50 мин мии
мин
При низких температурах отпуска
карбиды выделяются в виде тонких пластин, сохраняющих когерентность с
матричной фазой до 350—450° С. Кристаллическое строение и
состав этого низкотемпературного карбида окончательно не установлены
из-за его высокой дисперсности и деформации решетки, которая когерентно
связана с решеткой а-фазы. По-видимому, этот карбид (е) имеет
гексагональную кристаллическую решетку с содержанием углерода,
отвечающим формуле Ре2С. Если образуется именно
такой карбид, то его превращение в цементит