концентраций должно существовать
и для углерода, т. е. карбиду каждого легирующего элемента
соответствует определенная концентрация углерода в феррите. Одновременно
содержание углерода в феррите понижается с повышением его
термодинамической активности в растворе под влиянием находящихся в
растворе легирующих элементов.
Такое соответствие позволяет
считать, что чем больше химическое сродство к углероду легирующего
элемента отличается от химического сродства железа, тем больше этот
элемент будет влиять на термодинамическую активность растворенного
углерода. Легирующие элементы с повышающимся сродством к
углероду в ряду, начиная от железа, должны в соответствующем порядке
(Мп, Сг, Мо, V и др.) уменьшать термодинамическую активность углерода в
феррите, а легирующие элементы с понижающимся сродством к углероду —
повышать термодинамическую активность углерода в феррите.
Количество карбидообразующего
элемента, растворяющегося в феррите, зависит от содержания в стали
углерода. Так, при легировании безуглеродистого феррита даже самые
активные карбидо-образователи (V, МЬ, Т1) будут полностью растворяться в
феррите до величин, соответствующих пределу растворимости. При
небольшом количестве углерода в стали и очень большом количестве
карбидообразующего элемента, произойдет процесс карбидообра-зования за
счет имеющегося в стали углерода, а остальная часть легирующего элемента
перейдет в раствор. Если же наоборот, карбидообразователя, например
ванадия будет очень мало, а углерода много, то часть его свяжется в
карбид ванадия, а остальная часть — в карбид железа —
цементит.
Таким образом, для каждого
карбидообразующего элемента существует определенная величина отношения его
содержания в стали к содержанию в стали углерода (Ме/С), при которой все
количество углерода, имеющегося в стали, и все количество легирующих
элементов оказываются связанными в виде карбида этого элемента. При
отношении Ме/С меньше критической величины & избыток углерода
будет образовывать цементит, при Ме/С > к избыток легирующего элемента
будет растворяться в феррите, изменяя его свойства (см. рис.
76).
При увеличении относительной
степени легирования в до-критической области основные изменения происходят
в карбидной фазе — увеличивается количество специального карбида
данного легирующего элемента (или осуществляется переход от карбида железа
к карбиду легирующего элемента). Изменяется морфология карбидной фазы —
измельчаются карбидные выделения, поскольку при данной температуре
ниже Аг легирование затрудняет
коагуляцию карбидов и тем больше, чем сильнее снижается коэффициент
диффузии в феррите. На этой докрити-ческой стадии легирования переход
легирующего элемента в твердый раствор невелик.
