Файл: Садовский, В. Д. Структурная наследственность в стали.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 54

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

бающему отпуску, когда разрушение является

транс­

кристаллическим

(рис. 65).

 

 

 

 

 

В отдельных

случаях транокристаллический

.излом

наблюдается и после охрупчивающего

отпуска

(рис.

66). Можно указать, наконец, также

.на

рис. 67,

где

приведены изломы стали 37ХНЗ, подвергнутой

следу­

ющей предварительной обработке: нагрев 1300°С,

пе­

реохлаждение до 700°С, выдержка 6

ч и

закалка

(а);

•нагрев 1300°С, переохлаждение до

630°С,

выдержка

10 ч и закалка

(б); нагрев 1300°С, переохлаждение

до

525°С, выдержка

6 ч и закалка (в).

 

 

 

 

 

После этого

следовала повторная

закалка

от

900°С

и отпуск 550°С. В этой стали выдержка

при

700

и

525°С не приводит к распаду аустенита и,

таким

обра­

зом в режимах а и в перед нагревом на 900°С имелась крупнозернистая мартенситная структура. Напротив, выдержка при 630°С обеспечивает полный распад аус­ тенита в перлит. Таким образом, наследственность, про­

являющаяся в

изломе, есть

чисто

структурное

явление

и связана с какими-то

особенностями

структуры

внут­

ренних объемов

зерен,

а не

только

их

границ,

причем

эти особенности структуры сохраняются и действуют в некотором интервале температур повторной закалки и

устраняются при более высоких температурах.

 

В ряде прежних

работ [71, 72, 39] предлагалось

сле­

дующее объяснение.

Крупнозернистый излом при

фак­

тической мелкозернистости аустенита связывался с предположением, что образующиеся на основе кристал­ лографически упорядоченной исходной структуры мелкие зерна аустенита оказываются текстурованными в преде­ лах объемов, отвечающих крупному зерну исходной структуры. Развивающаяся при более высоких темпера­

турах рекристаллизация

аустенита

ликвидирует

эту

текстуру перегрева и излом приобретает

нормальный

•вид, отвечающий фактическому зерну.

 

 

 

В основе предположения о наличии некоторой бли­

зости ориентации мелких зерен, образовавшихся

на

месте отдельного крупного зерна исходной

структуры,

лежало простое наблюдение селективного

отражения

света от поверхности протравленного

шлифа. Области

селективного отражения

оказываются

точно

совпада­

ющими с размерами и формой зерен .исходной структу­ ры (рис. 33,а). Кроме того, ориентировка мартенеит-

112


тенит, образующийся таким неупорядоченным механиз­ мом, связанным с возникновением по-новому ориенти­ рованных объемов, распространяющихся за счет движе­ ния большеугловых границ, может приобрести или унаследовать (от мартенсита) такую плотность струк­ турных несовершенств, которая могла бы вызвать его рекристаллизацию. В связи с этим в настоящее время представляется, может быть, более обоснованным свя­ зывать устранение текстуры перегрева не с первичной рекристаллизацией из-за внутреннего (фазового) накле­

па, а с собирательной рекристаллизацией

аустенита—

самое первое

объяснение, предложенное

К. А. Малы­

шевым еще в

1949 г. [72].

 

 

Можно видеть известную аналогию текстуры

пере­

грева, возникающей при неупорядоченном

образовании

аустенита, с текстурой рекристаллизации

при

отжиге

после пластической деформации. Точно также и устра­

нение'текстуры перегрева

может

быть обусловлено

теми же явлениями, что и устранение

текстуры рекрис­

таллизации при высокотемпературном отжиге, т. е. рос­ том зерна и вторичной рекристаллизацией. Имеются и рентгенографические данные, подтверждающие текстурованность образующегося выше АсА мелкозернистого аустенита и устранение этой текстуры при повышении температуры ([22, 24] см. также [74—761).

Таким образом, рассматриваемый здесь случай структурной наследственности проявляется, строго гово­ ря, не только в изломе стали. Для структуры после по­ вторного нагрева несколько выше Лс3 могут быть от­ мечены и некоторые, не очень ярко выраженные метал­ лографические особенности (неравноосная форма зерен, близость ориентации кристаллов мартенсита в соседних зернах, сохранение хорошо выявляющих границ исход­ ного зерна, области селективного блеска на макрошли­ фах) и признаки текетурованности на рентгенограммах.

Устранение этих особенностей структуры, наиболее четко проявляющееся все же в изменении вида излома, связано с каким-то процессом (природа которого ос^

тается до

сих пор

невыясненной),

протекающим при до­

стижении

некоторой температуры

в аустенитной облас­

ти. Хотя

это не

точно

фиксированная

температура,

скорее

некоторый

интервал, положение

которого

зави­

сит от

продолжительности

выдержки [77], все же

можно

115


говорить, что существует некоторая критическая тем­ пература, расположенная в однофазной аустенитной об­ ласти, с которой связана рафинировка структуры, оце­ ниваемой но ©иду излома.

Здесь, однако, еще меньше оснований (см. заключи­ тельную часть гл. IV) говорить о какой-то новой кри­ тической точке, так как она полностью подпадает под определение, данное Д. К. Черновым открытой им точке Ь: «Значение температуры Ь заключается в том, что сталь, будучи нагрета до температур низших Ь и затем

охлаждена,

не изменяет

своей

структуры

— излом

ее

сохраняет прежний вид» [1].

 

 

 

 

 

 

 

Легко видеть, что эта критическая температура, пол­

ностью соответствующая

 

формально

точке

Ь Чернова,

не имеет никакого

отношения

к точке Лс3 (см.

гл. IX) .

Во избежание недоразумений, нужно заметить

сле­

дующее. Рассматриваемая

 

критическая

температура

может быть определена как такая, нагрев

выше

кото­

рой необходим для устранения последствий

предвари­

тельного перегрева в изломе стали. Необходимо

под­

черкнуть,

что в этой формулировке

предусматривается

устранение

структурных

последствий

перегрева

 

и

что

не имеются в виду такие дефекты излома,

как

камне-

видный излом I типа

([78], см. также

[8, 79, 80]),

связан­

ный с изменениями

в состоянии

неметаллической

фазы.

 

 

 

*

*

*

 

 

 

 

 

 

В случае образования аустенитной структуры «нор­ мальным» диффузионным неупорядоченным механизмом,

когда

измельчается зерно, структурная

наследственность

может

в ряде случаев

проявляться

в сохранении следов

исходного перегрева в изломе стали.

 

 

Предположительно

сохранение

крупнокристалличе­

ского излома после

рафинирующего

микроструктуру

нагрева выше Асі—Ас3

объясняется

возникновением тек­

стуры

перегрева, т. е.

некоторой общностью ориенти­

ровки мелких зерен аустенита в пределах объемов, от­ вечающих зернам исходной перегретой структуры. •

Наблюдающееся и в этом случае при повышении температуры в аустенитной области устранение следов

перегрева

в изломе

не имеет пока полностью

доказанно­

го объяснения. Возможно, что разрушение

«текстуры

перегрева»

связано

не с первичной, как это

преднола-

118


гаЛось ранее, а с собирательной рекристаллизацией аус­ тенита. Тем не менее, достаточно отчетливо выявляется критический интервал температур в аустенитной облас­ ти, в котором происходит изменение структуры, оцени­ ваемой по виду излома, причем в направлении, .проти­ воположном привычному: с повышением температуры нагрева крупнокристаллический излом заменяется мел­ кокристаллическим.

Г л а в а VI

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ СТРУКТУРНОГО МЕХАНИЗМА ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ АУСТЕНИТА ПРИ НАГРЕВЕ СТАЛИ

Из изложенного в предыдущих главах следует,

что

формирование аустенитной

структуры при нагреве

ста­

ли с кристаллографически

упорядоченной

исходной

структурой (мартенсит, бейнит, видманштеттова струк­ тура) может осуществляться двумя механизмами: упо­ рядоченным или неупорядоченным. В первом случае пре­

вращение не

сопровождается фазовой

перекристаллиза­

цией и соответственно существует

резко

выраженная

структурная

наследственность

(восстановление

зерна

исходной структуры), во втором — одновременно

с пре­

вращением в процессе разупорядоченного роста

аусте­

нита происходит перекристаллизация

(в смысле

рафи-

нировки кристаллитной структуры), и структурная

на­

следственность, если иногда и

проявляется

то, лишь

в

виде излома стали. Реализация этих механизмов обра­ зования аустенита зависит от скорости нагрева, при этом несколько неожиданно упорядоченное превращение на­ блюдается преимущественно при очень быстром и при очень медленном нагреве; в некотором интервале про­ межуточных скоростей нагрева преобладает неупорядо­ ченный механизм. Эта немонотонность влияния скоро­ сти нагрева объясняется прежде всего тем, что упоря­ доченность превращения при очень быстром нагреве за-

119