99
ся в системе еще остаточный аустенит. Мартенсит имеет больший
удельный объем по сравнению с другими структурными составляющи-
ми, что является одной из основных причин возникновения при закалке
высоких внутренних напряжений, вызывающих деформацию изделий
и даже появление трещин. В зависимости от содержания углерода удель-
ный объем аустенита составляет 0,122…0,125 см
3
/г, а мартенсита –
0,127…0,131 см
3
/г. С увеличением удельного объема и скорости охлаж-
дения увеличивается уровень внутренних напряжений, что приводит
к увеличению плотности дислокаций, а соответственно, увеличению
прочности и снижению пластичности.
В области температур между перлитными и мартенситными
превращениями происходят
бейнитные превращения. Бейнит пред-
ставляет собой структуру, состоящую из твердого раствора углерода
в
Fe-α , частично претерпевшего мартенситное превращение и не-
сколько перенасыщенного углеродом, и частиц карбидов. Твердость
верхнего бейнита, образующегося для углеродистых сталей в области
температур 500…350 °С, составляет 4500…5000 НВ, нижнего, обра-
зующегося при температурах ниже 350 °С, до 6000 НВ.
Для легированных сталей, в состав которых входят карбидообра-
зующие элементы или кремний, на диаграмме изотермического распада
наблюдается два участка минимальной устойчивости аустенита: в об-
ласти перлитных и области бейнитных превращений (рис. 5.6). Все ле-
гирующие элементы (за исключением кобальта) увеличивают устойчи-
вость переохлажденного аустенита в области перлитных и бейнитных
превращений, сдвигая кривые начала и конца превращений в область
боле длительных временных интервалов. Замедление скорости распада
аустенита при наличии
карбидообразующих элементов в стали объясня-
ется малой скоростью диффузии легирующих элементов в аустените,
а также их замедляющим влиянием на скорость диффузии углерода.
Особенно эффективно одновременное введение Cr и Ni, Cr и Mn и др.
При сверхвысоких скоростях охлаждения (более 10
6
°С/с) обра-
зуются
аморфные и нанокристаллические металлы и сплавы. Для об-
разования
аморфных сплавов на основе переходных металлов к ним
добавляют так называемые аморфизаторы (C, P, B, N, S и др.). Состав
этих сплавов должен соответствовать формуле Ме
80
Х
20
, где Ме – один
или несколько переходных металлов, атомных процентов (ат. %);
Х – элемент аморфизатор, (ат. %), например, Fe
80
P
13
B
7
, Fe
40
Ni
40
S
14
B
6
и др. Сверхвысокие скорости охлаждения обеспечиваются катапуль-