Влияние скорости нагрева на величину зерна аустенита

Размеры зерен аустенита в первую очередь зависят от отношения скоростей двух элементарных процессов — возникновения центров (зародышей) и их роста. Чем больше это отношение, тем мельче начальное зерно образующейся фазы — аустенита. И свою очередь величина зависит от степени перегрева AT Системы над температурой равновесия. Как показали исследования М. Е. Блантера, скорость рождения зерен аустенита увеличивается с повышением температуры нагрева над критической точкой значительно быстрее, чем скорость роста. Так, повышение температуры изотермического Превращения от 740 до 800° С приводит к увеличению скорости рождения примерно в 270 раз, тогда как скорость роста в том же температурном интервале увеличивается всего в 40 раз. Недостатком этих опытов была относительно невысокая скорость нагрева (в свинцовой ванне) образцов до температуры изотермической выдержки, что приводило к неконтролируемому образованию аустенита в процессе нагрева. Авторам удалось существенно уточнить результаты работы за счет применения более усовершенствованной методики (электронагрев со скоростью около 100° С/с; поддержание температуры изотермы с точностью ±4° С и др.). Рассмотрим приведены значения скоростей зарождения и роста зародышей аустенита, а также размеры начального зерна аустенита.

Увеличение температуры изотермической выдержки от 735 до 770° С приводит (при всех исходных структурах) к повышению скорости образования зародышей почти в 5-Ю5 раз, а скорости роста зародышей — лишь в 80 раз. Эти результаты хорошо согласуются с данными работы только при 735—740° С. Для изотермических выдержек при более высокой температуре были получены существенно отличные результаты. Так, при 760 и 770° С образование аустенита происходило в 5—6 раз быстрее, скорость возникновения зародышей была почти в 1000 раз больше, а размер начального зерна в 20 раз меньше, чем в исследованиях М. Е. Блантера. Таким образом, увеличение степени перегрева AT приводит К измельчению зерен аустенита. В то же время при скоростном нагреве недостаток времени для прохождения превращений может быть компенсирован только повышением температуры, т. е. основные фазовые превращения в этом случае, как уже отмечалось, смещаются в область более высоких температур. Таким образом, изменяя скорость нагрева, можно задавать температурные и временные условия фазовых превращений. Это означает, что быстрый нагрев, позволяющий смещать основные фазовые превращения в область более высоких температур, можно рассматривать как метод регулирования размера зерен аустенита.

Дополнительная информация: металл за счет своей универсальности и достаточно простой обработки на данный момент является одним из самых востребованных материалов. В связи с этим термообработка металла, направленная на повышение его твердости и улучшение прочности материала, совершенствуется ежегодно, становясь эффективнее и быстрее.