Распад переохлажденного аустенита в углеродистых сталях при непрерывном

состава
lg τ
Охлаждение со скоростью V1: распад идет по

диффузионному механизму, малая степень переохлаждения. В структуре получим грубопластинчатый перлит.

исходное γ зерно

с3
МН
lg τ
Скорость V2: более высокая скорость охлаждения, образуется перлит с

большей степенью дисперсности.

исходное γ зерно

γ зерно
V3 = VНКЗ – нижняя критическая скорость

закалки – максимальная скорость охлаждения обеспечивающая распад переохлажденного аустенита только по первой ступени.
В структуре - перлит.

Скорость V4: перлитное превращение не завершено, не распавшийся по

перлитной ступени аустенит охлаждается ниже Мн и превращается в мартенсит сдвиговым путем.

исходное γ зерно

V5 = Vвкз – верхняя критическая скорость закалки –

минимальная скорость охлаждения, обеспечивающая распад переохлажденного аустенита по сдвиговому мартенситному механизму. В структуре – мартенсит и остаточный аустенит.

Скорость V6: образуется мартенсит, остаточного аустенита меньше, чем при

V5.

поле
γост
П
М
Р, %
Vохл
Vнкз
Vвкз
100

Скорость V1: превращение начинается с выделения избыточного феррита. Из-за

малой степени переохлаждения зародышевых центров немного и образуются отдельные зерна феррита. После пересечения линии начала перлитного превращения оставшийся аустенит распадается по перлитному механизму.

феррит

исходное γ зерно

Скорость V2: выше степень переохлаждения – больше зародышевых центров

феррита, выделяющегося в виде сетки.
Структура после охлаждения – зерна перлита с ферритной сеткой по границам.

ферритная сетка

V3 = Vф – скорость подавления выделения избыточного феррита.

Охлаждение со скоростью не менее V3 обеспечивает распад по перлитному механизму.

V4 = Vнкз - максимальная скорость охлаждения обеспечивающая распад

переохлажденного аустенита только по первой ступени.

γ зерно
Скорость V5: перлитное превращение не завершено, не

распавшийся по перлитной ступени аустенит охлаждается ниже Мн и превращается в мартенсит сдвиговым путем.

V6 = Vвкз – минимальная скорость охлаждения, обеспечивающая распад

переохлажденного аустенита по сдвиговому мартенситному механизму. В структуре – мартенсит и остаточный аустенит.

Скорость V7: образуется мартенсит, остаточного аустенита меньше, чем при

V6.

поле
γост
Р, %
Vохл
Vнкз
Vвкз
Vф
Ф
П
М
100

с М
МН
lg τ
V1: малая степень переохлаждения – мало зародышевых центров.

Превращение начинается с выделения избыточного цементита. Затем идет перлитное превращение, причем карбиды в составе перлита будут выделяться на ранее образовавшихся цементитных частицах, т.е. распад идет по несамопроизвольному механизму. В результате образуется зернистый перлит – феррит с глобулярными частицами цементита.

Сталь заэвтектоидного состава
V2: степень переохлаждения выше, образуется больше зародышей карбидной

фазы, они формируют цементитную сетку по границам аустенитного зерна. В структуре после превращения – перлит и карбидная сетка.

карбидная сетка

Сталь заэвтектоидного состава
Vк
Vнкз
Vвкз
Vк: скорость подавления выделения избыточного цементита.
В структуре -

перлит

поле
γост
Р, %
Vохл
Vнкз
Vвкз
Vк
Ц
П
М
100

охлаждении называются термокинетическим диаграммами распада переохлажденного аустенита.
Если для сплава нет

термокинетической диаграммы в справочнике, то Vвкз может быть приблизительно рассчитана по данным изотермической диаграммы.
Vвкз = (Ас1(Ас3, Асm) – t max)/1,5 max
t max - температура, при которой максимальна скорость распада.
max - время, соответствующее максимальной скорости распада.
1,5 – коэффициент, показывающий, что устойчивость переохлажденного аустенита при непрерывном охлаждении выше, чем при изотермическом распаде.

методом
Методы построения диаграмм

Структура, формирующаяся при быстром охлаждении


от температуры t1 Термическая траектория V1


от

температуры t2 Термическая траектория V1


от температуры t3 Термическая траектория V1


от температуры t4 Термическая траектория V1