Превращения в стали при нагревании

В исходном состоянии, т. е. до термической обработки, углеродистая сталь может иметь феррито-перлитную, перлитную или перлито-цементитную структуру. При нагревании до А_С1, (727°С) сталь превращений не имеет, при А_С1 происходит превращение перлита в аустенит.

Образование аустенита вызывается перестройкой кристаллической решетки a-железа в решетку g-железа и растворением цемента в образовавшемся аустените.

В доэвтектоидной стали, в которой, кроме перлита, имеется феррит, превращение феррита в аустенит будет происходить и при дальнейшем нагреве до температуры А_С3. В заэвтектоидной стали, в которой, кроме перлита, имеется цементит, растворение цементита в аустените будет происходить при нагреве до температуры А_Сm.

Таким образом, при температурах выше А_С1, и (выше GSE на диаграмме Fe—Fe₃C) стали будут иметь аустенитную структуру, но образовавшийся аустенит будет неоднородным по составу, так как процесс диффузии углерода завершиться не успевает. Чтобы получить однородный аустенит, необходимо сталь нагревать на 30—50°С выше А_С1, и А_ст, и выдерживать ее при этой температуре некоторое время. Аустенит будет состоять из мелких зерен независимо от размеров зерен стали до термообработки. При дальнейшем нагреве мелкие зерна объединяются в более крупные, т. е. зерна аустенита растут. Однако есть стали, которые даже при значительном нагреве не дают заметного роста зерен. Поэтому в зависимости от склонности к росту зерен аустенита стали разделяют на наследственно крупнозернистые и наследственно мелкозернистые.

Для получения необходимой структуры, кроме нагрева, не меньшее значение имеет и режим охлаждения.