57389

Przemiana austenityczna.

Podczas nagrzewania stali, powyżej temperatury A_fi, rozpoczyna się przemiana perlitu w austenit, nazywana przemianą austenityczną. W stalach podeutektoidalnych po przekroczeniu temperatury A_c.i rozpoczyna się przemiana ferrytu w austenit, a w stalach nadeutektoidalnych po osiągnięciu temperatury A«tn- proces rozkładu cementytu.

Przemiana austenityczna rozpoczyna się zarodkowaniem austenitu na granicach międzyfazowych ferryt - cementyt i ma charakter dyfuzyjny. Szybkość zachodzenia przemiany austenitycznej zależy głównie od stopnia przegrzania perlitu (ferrytu) powyżej temperatury A«i, (Ao) przy grzaniu izotermicznym lub od szybkości nagrzewania przy grzaniu ciągłym oraz od ogólnej powierzchni granic międzyfazowych ferryt-cementyt, tj. dyspersji perlitu Przemianę tę można rozważać w trzech następujących po sobie etapach:

•    utworzenie austenitu niejednorodnego,

•    utworzenie austenitu jednorodnego,

•    rozrost ziaren austenitu.

Bezpośrednio po zakończeniu przemiany austenitycznej otrzymany austenit jest niejednorodny i do pełnego wyrównania koncentracji węgla i innych pierwiastków stopowych konieczne jest dalsze wygrzewanie.

Przemianie perlitu w austenit towarzyszy rozdrobnienie ziarna (rys.3), jednak dalszy wzrost temperatury lub czasu austenityzowania sprzyja rozrostowi ziaren. Skłonność do rozrostu ziaren austenitu zależy w znacznym stopniu od rodzaju stali, które możemy podzielić na dwie grupy:

•    stale drobnoziarniste o małej skłonności do rozrostu ziaren austenitu w zakresie temperatur do 900-950°C,

stale gruboziarniste, w których rozrost ziaren austenitu następuje bezpośrednio po zakończeniu przemiany austenitycznej.

Rys. 3. Schemat wpływu temperatury austenityzowania na wielkość ziarna austenitu w stalach drobno- i gruboziarnistych ( D.\d, Dag -wielkość ziarna austenitu w stali drobnoziarnistej i gruboziarnistej,

Dp - wielkość ziarna perlitu).

Głównym czynnikiem hamującym rozrost ziaren austenitu są dyspersyjne cząstki obcych faz, uniemożliwiające migrację granic ziaren. Do stali charakteryzujących się małą skłonnością do rozrostu ziaren należą m.in. stale odtleniane za pomocą aluminium (powstają dyspersyjne cząstki AI2O3 i A1N) oraz tale nadeutektoidalne i stopowe zawierające trudno rozpuszczalne węgliki. Stale drobnoziarniste umożliwiają stosowanie szerszego zakresu temperatury austenityzowania podczas obróbki cieplnej oraz wyższej temperatury obróbki plastycznej na gorąco. Drobnoziarnista struktura austenitu pierwotnego wpływa na poprawę właściwości mechanicznych i eksploatacyjnych stali normalizowanych, hartowanych i ulepszanych cieplnie.