16442 IMG56 (16)

rozpuszczalności ferrytu 8 i krzywą rozpuszczalności austenitu wynosi poniżej 0,2 s. Współczynniki dyfuzji dla Cr i Ni w podwyższonych temperaturach (tabela 6.4) wskazują na to, że mały zasięg dyfuzji obu pierwiastków eliminuje możliwość dyfuzyjnej przemiany ferrytu 5 w austenit przy występujących podczas spawania stopniach przechłodzenia. Średnią drogę dyfuzji X można obliczyć z zależności:

X = 2    (6.12)

gdzie:

D - średni współczynnik dyfuzji w rozważanym przedziale temperatur, t - czas przebywania w rozważanym zakresie temperatur przy szybkościach chłodzenia 1000 K/s.

Tabela 6.4

Współczynnik dyfuzji D i średnia droga dyfuzji Xw podwyższonych temperaturach [165]

Temperatura, K	DCr, cm^2/s	XCr, pm	DNi, cm^2/s	*Ni, ń^m
1698	3 • lO-^9	—	2 • 10^10
1588	OO • O T o	0,21	V# • O 1	0,08
1477	2 • 10-'°	0,14	LO • O 1	0,04
1366	4- 10-"	0,07	2,5 • 10-"	0,02

Jak wynika z tabeli 6.4, podczas chłodzenia z temperatury 1698 K do temperatury 1588 K atomy Cr dyfundująna odległość 0,21 pm, podczas gdy atomy Ni dyfundujące w przeciwnym kierunku osiągają odległość zaledwie 0,08 pm. W niższej temperaturze dyfuzja obu pierwiastków przebiega jeszcze wolniej. Ze względu na to, że średnice typowych ziaren ferrytu 8 mają długość 1(H20 pm, stopień dyfuzji Cr i Ni jest niewystarczający do wyrównania stężeń, a tym samym przemiana ferrytu 8 —*■ y nie może być wyjaśniana mechanizmem kontrolowanej dyfuzji. Dlatego w celu wyjaśnienia przemiany ferrytu 8 —> y stopów zawierających ok. 20% Cr i 10% Ni należy odwołać się do teorii przemiany masywnej.

Przemiana masywna jest bezdyfuzyjna i przebiega bez zmiany składu chemicznego. Przemiana ta wymaga pewnych krytycznych warunków przesycenia i szybkości chłodzenia oraz musi być aktywowana cieplnie. Szybkość chłodzenia musi być na tyle duża. aby nie dopuścić do rozdzielenia się faz równowagowych, a jednocześnie nie może być tak duża, by wzrost aktywowany cieplnie stał się niemożliwy i zaczęła się przemiana martenzytyczna. Warunki te są spełnione w wypadku spawania stali austenitycznych.

Siła pędna przemiany masywnej wynika z różnicy energii swobodnych struktury ferrytu i austenitu, a zarodkowanie odbywa się w eutektycznym austenicie, który powstaje w przestrzeniach międzydendrytycznych w końcowym okresie krystalizacji. Tak jak pokazano na rysunku 6.49, ferryt 8 o składzie C₀ został przesycony w stosunku do austenitu o takim samym składzie poniżej temperatury T_v Wobec tego przemiana masywna jest możliwa, jeżeli w wyniku silnego przechłodzenia poniżej temperatury T₂ istnieje siła pędna wynikająca z różnicy energii

266