Мартенсит и остаточный аустенит

Температура начала мартенситного превращения в сталях очень сильно зависит от содержания углерода аустените.

Мартенситное превращение и содержание углерода

На рисунке 1 показаны температуры начала и конца мартениситного превращения Мн и Мк для обыкновенных углеродистых сталей в зависимости от содержания углерода. Температура Мк имеет довольно значительный разброс. Закалка стали производится чаще всего в воде при комнатной температуре. Эта температура отмечена горизонтальной линией Ткомн. Эта линия позволяет оценить при каком содержании углерода возможна полная закалка при комнатной температуре или сколько остаточного аустенита будет в стали после закалки. Согласно рисунку 1 закалка при комнатной температуре уже при содержании углерода 0,3-0,4 % становиться неполной, так как при таком содержании углерода температура Тк опускается ниже комнатной температуры.

temperatury-nachala-koncaРисунок 1 – Зависимость температур начала Тн и конца Тк мартенситного превращения от содержания углерода в аустените

Остаточный аустенит и содержание углерода

Количество в процентах остаточного аустенита в стали определяют рентгеновским методом. На рисунке 2 показаны результаты таких измерений объемной доли остаточного аустенита в закаленных обыкновенных углеродистых сталях в зависимости от содержания в них углерода. Также как и у температуры Тк наблюдается большой разброс данных. Например, для стали с содержанием углерода 1,4 % процентная доля остаточного аустенита находится в пределах от 28 до 45 %.

ostatochnyy-austenit-uglerodРисунок 2 – Объемная доля в процентах остаточного аустенита в зависимости от содержания углерода для обыкновенных углеродистых сталей, закаленных до комнатной температуры

График на рисунке 2 дает возможность сделать следующие выводы:
1) Стали с полным реечным мартенситом (содержание углерода меньше 0,6 %) не будут иметь значительного количества остаточного аустенита.
2) Стали с полностью пластинчатым мартенситом (содержание углерода более 1 %) будут иметь значительное количество остаточного аустенита. Чем больше содержание углерода, тем больше количество остаточного аустенита.

Закаленная сталь типа У8 с содержанием углерода 0,77 % будет имеет смешанную реечно-пластинчатую структуру мартенсита и содержать 6-10 % остаточного аустенита. Вообще говоря, это очень трудно увидеть в оптический микроскоп остаточный аустенит между мартенситными пластинами до тех пор, пока его содержание не станет около 10 %.

Источник: John D. Verhoeven, Steel Metallurgy for Non-Metallurgists, 2007