Аустенит
статья из Б.С.Э.
Аустенит,
одна из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов,
твёрдый раствор углерода (до 2%)и легирующих элементов в железе
. А. получил название по имени английского учёного
У. Робертса-Остена (W. Roberts-Austen, 1843—1902). Кристаллическая
решётка — куб с центрированными гранями. А. немагнитен, плотность
его больше, чем других структурных составляющих стали. В углеродистых
сталях и чугунах А. устойчив выше 723°C. В процессе охлаждения
стали А. превращается в другие структурные составляющие. В
железоуглеродистых сплавах, содержащих никель, марганец, хром
в значительных количествах, А. может полностью сохраниться
после охлаждения до комнатной температуры (например, нержавеющие
хромоникелевые стали). В зависимости от состава стали и условий
охлаждения А. может сохраниться частично в углеродистых или
легированных сталях (т. н. остаточный А.).
Учение о превращениях А. берёт начало с открытий Д. К. Чернова
(1868), впервые указавшего на их связь с критическими точками
стали. При охлаждении ниже этих точек образуются фазы с иным
взаимным расположением атомов в кристаллической решётке и,
в некоторых случаях, с измененным химическим составом. Различают
три области превращений А. В верхнем районе температур (723—550°С)
А. распадается с образованием перлита — эвтектоидной смеси,
состоящей из перемежающихся пластин феррита (массовая концентрация
углерода 0,02%) и цементита (концентрация углерода 6,7%). Перлитное
превращение начинается после некоторой выдержки и при достаточном
времени завершается полным распадом А. Ниже определенной температуры
(Мн), зависящей от содержания углерода (для стали с 0,8% углерода
около 240°C), происходит мартенситное превращение А. (см. Мартенсит).
Оно состоит в закономерной перестройке кристаллической решётки,
при которой атомы не обмениваются местами. В интервале температур
550°С — Мн происходит промежуточное (бейнитное) превращение
А. Это превращение, как и перлитное, начинается после инкубационного
периода и может быть подавлено быстрым охлаждением; оно, как
и мартенситное, прекращается при постоянной температуре (некоторая
часть А. сохраняется непревращённой) и сопровождается образованием
характерного рельефа на поверхности шлифа. При промежуточном
превращении упорядоченные перемещения металлических атомов
сочетаются с диффузионным перераспределением атомов углерода
в А. В результате образуется феррито-цементитная смесь, а часто
и остаточный А. с измененным по сравнению со средним содержанием
углерода. Цементит при промежуточном превращении может выделяться
как из А. непосредственно, так и из пересыщенного углеродом
феррита (см. Бейнит).
Превращение А. в сплавах с содержанием углерода св. 2%, в
связи с наличием первичных образований цементита или графита,
вызывает своеобразие получающихся структур (см. Чугун). Представление
о кинетике превращений А. дают диаграммы, указывающие долю
превратившегося А. в координатах температура — время. На диаграмме
превращений легиров. А. четко разделены области перлитного
(640—520°C) и промежуточного (480—300°C) превращений и имеется
температурная зона высокой устойчивости А. (рис.). При перлитном
превращении легированного А. во многих случаях образуется смесь
феррита и специальных карбидов.
Легирующие элементы, за исключением кобальта, увеличивают
продолжительность инкубационного периода перлитного превращения.
Закономерности превращений А. используют при разработке легированных
сталей различного назначения процессов термической и термомехалической
обработки. Диаграммы превращений А. позволяют устанавливать
режимы отжига сталей, охлаждения изделий, изотермической закалки
и т. д.
Лит.: Курдюмов Г. В., Явления закалки и отпуска стали, М.,
1960; Энтин Р. И., Превращения аустенита в стали, М., 1960.
Р. И. Энтин.
|