Влияние длительности пребывания

выше критической точки Ас₃

Длительность пребывания металла ЗТВ при температурах выше критической точки Ас₃ может включать в себя периоды нагрева, выдержки и охлаждения. Время нагрева зависит от скорости нагрева. При снижении скорости нагрева от 150 ⁰С/с (условия АДС и ЭЛС) до 6 ⁰С/с (ЭШС) интенсифицируются процессы растворения карбидов и карбидонитридов. Например, в сталях системы легирования Mn – V – B при скорости нагрева 120…150 ⁰С/с температура растворения карбидов и карбонитридов в аустените, соответственно, 900 и 1050 ⁰С, а при скорости 6…10 ⁰С/с – 870 и 900 ⁰С. Исчезновение барьерного действия включений в результате их растворения резко активизирует процессы роста зерна аустенита, размер которого в структуре металла околошовного участка ЗТВ при ЭШС достигает 300 мкм и более (против 10…20 мкм у основного металла).

Анализируя процессы превращения при непрерывном охлаждении относительно мелкозернистого (при АДС и ЭЛС) и крупнозернистого (при ЭШП) аустенита, следует отметить следующие особенности механизма и кинетики его распада. В околошовном участке ЗТВ при снижении скорости нагрева от 120 до 6 ⁰С/с повышается устойчивость аустенита в области образования бейнита и мартенсита, снижаются температуры начала выделения доэвтектоидного феррита и бейнитного превращения. Противоположный эффект достигается при повышении интенсивности охлаждения – размер действительного зерна феррита при повышении скорости охлаждения в интервале температур 800…500 ⁰С с 600 до 20 с уменьшается в 2, 5…3 раза (ЭШС).

Особенностью бейнитного превращения является практически постоянный интервал температур образования верхнего (530…580 ⁰С) и нижнего (430…530 ⁰С) бейнита. При сокращении времени охлаждения в интервале 800…500 ⁰С с 100 до 25 с возрастает количество нижнего бейнита, уменьшается ширина реек бейнитного феррита в 1, 5…1, 9 раза, среднее расстояние между карбидами – в 1, 7…1, 9 раза, соответственно, до и после отпуска (ЭШС). В стали 09Г2С мартенситное превращение происходит в два этапа. На первом этапе в температурном интервале 412…296 ⁰С образуется реечный мартенсит, а в интервале 296…221 – пластинчатый мартенсит.

Указанные изменения в кинетике фазовых превращений при увеличении длительности пребывания металла выше критической точки Ас₃ предопределяются уменьшением плотности внутренних дефектов кристаллического строения, меньшей удельной поверхностью границ зерен аустенита, повышением степени его гомогенизации по углероду и легирующим элементам. Степень проявления этих различий в кинетике фазовых превращений возрастает с увеличением содержания карбидообразующих элементов в составе стали.