О роли выделения частиц карбида M7C3 в структурной и фазовой перекристаллизации литой стали ледебуритного класса

Abstract

Статья посвящена разработке теории, отражающей изменение количества карбидной фазы, концентрации углерода в аустените ледебуритных высокохромистых сталей или чугунов и соответствующее этим эффектам поведение твёрдости закалённых сплавов в зависимости от температуры закалки. Рассмотрены два варианта термической обработки: в варианте А сплав 140Х12М1, на примере которого рассматривается теория, был резко охлаждён после кристаллизации и имел почти исключительно аустенитную структуру матрицы, а затем в условиях быстрого нагрева под закалку вновь принимал такое же состояние, как после кристаллизации. В варианте Б допускается, что сплав имеет структуру зернистого перлита в результате либо распада аустенита, либо высокого отпуска мартенсита. В ходе быстрого нагрева на изотерму он испытывает -превращение, а далее начинается растворение карбидных частиц. При расчётах использована кинетическая теория выделения и растворения карбидных частиц, разработанная авторами на основе концепции Зинера – Хиллерта. Для обоих вариантов А и Б расчёты достаточно хорошо описывают наблюдавшееся изменения твердости и эффект понижения температуры максимума твёрдости для варианта А (950–1000 °C) по сравнению с вариантом Б (1000–1070 °C). The paper is devoted to the development of a theory reflecting the change of carbide phase amount and carbon concentration in austenite of high-chromium ledeburitic steels and irons, as well as corresponding behaviour o f hardness of quenched alloys, as a function of quenching temperature. Two variants of heat treatment are considered. In variant A the 1.4 % C – 12 % Cr – 1 % Mo alloy serving as an example was fast cooled after crystallization and had almost completely austenitic structure of the matrix, and on further fast reheating to the quenching temperature took again the same state as after crystallization. In variant B it is accepted that the alloy had the grained pearlite stucture as a result of either austenite decomposition or high-temperature tempering of martensite. On fast heating to the isotherm the alloy undergoes the  transformation, after which the dissolution of carbide particles begins. In calculations the authors used a kinetic theory of precipitation and dissolution of carbide particles developed on the basis of Zener – Hillert concept. For both variants, A and B, the calculations describe rather well the observed hardness change and the effect of decreasing the maximum hardness temperature to 950–1000 °C (variant A) from 1000–1070 °C (variant B).