Термическая обработка сталей

31 Легирующие элементы образуют с железом твердые растворы замеще- ния или внедрения, химические соединения с железом и углеродом и меж- ду собой. От типа образующихся структурных составляющих, их размеров и формы зависят свойства стали. Ввиду малой скорости диффузии как легирующих элементов, так и углерода в легированных сталях превращение аустенита в перлит при их охлаждении имеет ряд особенностей: 1) некарбидообразующие элементы Ni, Si, Al, Cu – замедляют превра- щения аустенита в перлит (они смещают линии начала и конца превраще- ния аустенита вправо, не изменяя вида С-диаграммы); 2) карбидообразующие элементы Cr, Mn, Mo, W, Nb, V, Li, Ta, Zr, (типа Fe 3 C, MnC и т.д., или сложные карбиды типа Fe 2 MO 2 C, Fe 2 W 2 C и т.д.) при температуре 400 – 500 °C замедляют превращение аустенита в перлит (это отражается на форме кривых изотермического превращения аустенита – на ней появляются два максимума); 3) время максимальной устойчивости аустенита увеличивается с увели- чением степени легирования стали; 4) в некоторых сталях (с 0,3 – 0,4% С и 10 – 12% Cr) отсутствует про- межуточное превращение; 5) для сталей с повышенным содержанием Cr, W, Mo отсутствует пер- литное превращение и реализуется только промежуточное превращение. Таким образом, диаграммы изотермического превращения аустенита легированных сталей отличаются от таковых для углеродистых и могут быть различны. Все карбиды, особенно сложные, обладают высокой твердостью, хруп- костью и, присутствуя в стали, повышают ее прочность, теплостойкость, но понижают пластичность. Элементы, образующие с железом твердый раствор, повышают прочность феррита и снижают критическую скорость закалки, способствуя повышению прокаливаемости. Для получения мар- тенситной структуры для большинства легированных сталей достаточно охлаждения в масле, в то время как углеродистые требуют охлаждения в воде. Легирующие элементы, образуя твердый раствор с железом, суще- ственно повышают прочность и твердость пластической основы стали (феррита), т.е. сама пластическая основа, подлежащая упрочнению, имеют более высокую начальную прочность. Все легирующие элементы повыша- ют твердость и прочность феррита, но в разной степени (рисунок16).