и различные по морфологии и
дисперсности структуры, определяющие различие свойств охлажденной
стали. При охлаждении протекают также процессы и в феррите, если распад
аустенита сопровождался выделением феррита или если нагрев не
превышал температуры сохранения ферритной фазы.
Наиболее простой схемой для
рассмотрения основных процессов, протекающих при охлаждении стали,
нагретой до температур выше Ас3 (аустенитное
состояние), и оценки влияния различных факторов на эти процессы,
является известная диаграмма изотермического превращения. Эта диаграмма
позволяет также перейти к анализу изменений, происходящих и при
непрерывном охлаждении, т. е. в условиях непрерывно понижающейся
температуры при термообработке или при охлаждении после
сварки.
Рассмотрение процессов при
охлаждении стали проще всего начать с эвтектоидной стали. При охлаждении
такой стали перекристаллизация аустенита в перлит ниже температуры
А г (точка 5)
определяется закономерностями двух основных процессов: 1) более низким
уровнем свободной энергии феррита, чем аустенита при температуре ниже
Аг (см. рис. 13) и 2)
освобождением феррита от избыточного углерода сверх предела растворимости
— процессом диффузионным, связанным с перемещением атомов
углерода; выделением их из решетки железа и образованием
химического соединения — цементита.
Первый процесс —
перекристаллизации активизируется — ускоряется с увеличением степени
переохлаждения аустенита, с понижением его температуры ниже Л,;
второй процесс—диффузионного перемещения углерода в переохлажденном
аустените и сосредоточения его в нужных для образования цементита
концентрациях с понижением температуры ниже Ах — замедляется.
Соотношением скоростей этих двух процессов будет определяться
кинетика суммарного процесса превращения переохлажденного
аустенита.
Природа и строение продуктов
превращения, их дисперсность, а также степень полноты процесса превращения
и другие явления будут зависеть от того, при каком переохлаждении, т.
е. при какой температуре произошло превращение. Достигаемая степень
переохлаждения аустенита, при которой начинается его распад, зависит от
скорости охлаждения и от состава аустенита, т. е. от состава стали.
Последнее обстоятельство имеет особое значение для превращения при
охлаждении аустенита в различных зонах сварного соединения в связи с
его неоднородностью по составу в различных зонах.
Поскольку кинетика превращения
переохлажденного аустенита определяется двумя процессами,
противоположно связанными со степенью переохлаждения, при каждой
данной температуре ниже Ах решающее влияние будет
оказывать тот фактор (процесс), который в этих условиях больше зависит от
температуры. Это приводит к тому, что на диаграмме температура —
время