Насыщение стали различными металлами

Для процессов ХТО (особенно для насыщения стали различными металлами) характерны более высокие температуры — от 950 до 1300° С. Исследования влияния скорости нагрева на размер зерна аустенита в этом интервале температур были выполнены нами применительно к техническому железу и сталям 45 и У8. Увеличение скорости нагрева от 10°С/мин до; 3000° С/с для стали 45 (исходное состояние — отжиг) измельчает зерно аустенита в 5—6 раз. Для стали У8 были получены аналогичные результаты.

Скорость нагрева оказывает в сталях 45 и У8 еще большее влияние на аустенитное зерно, чем в случае армко-железа, в связи с этим скорость нагрева является в этом случае столь же важной, как для бурения шпуров в подземных рудниках цветной и черной металлургии надежная установка буровая. Это объясняется тем, что в случае сталей вступает действие второй фактор измельчения зерен при нагреве с большой скоростью — смещение основных фазовых превращений в сторону более высоких температур. Кроме того, в сталях 45 и У8 рост зерен ограничивают также нерастворившиеся карбидные частицы. В армко-железе этих частиц нет, в стали 45 они оказывают лишь ограниченное воздействие, так как перлит составляет половину объема в исходном состоянии, а у стали У8 весь объем занят перлитом. Анализ гистограмм распределения зерен аустенита приводит к выводу о большей однородности размеров зерен в случае быстрого нагрева.

Для ХТО с применением скоростного нагрева весьма целесообразно использовать стали природно мелкозернистые, т. е. содержащие дисперсные частицы различных соединений (нитриды, карбиды и др.). Установлено, что наличие таких частиц, равномерно распределенных в матрице, тормозит рост аустенитного зерна до тех пор, пока они не растворятся в аустените. Размер зерна, сохраняющийся в аустените в определенном интервале температур, называется устойчивым и характеризуется соотношением, в котором имеют место быть следующие величины: средний радиус устойчивого зерна; коэффициент (близкий к 1); радиус включений; доля включений в общем объеме сплава. Существует прямая пропорциональность размеров устойчивого зерна размерам частиц второй фазы. Таким образом, применение предварительной термической обработки, изменяющей размер частиц карбидов или нитридов, позволит соответственно изменять размер устойчивого зерна. Эта идея заложена в многочисленных работах, появившихся в последнее время.