Физическая металлургия и механические свойства дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей

На рис. 8.1 представлена псевдобинарная диаграмма для сталей с содержанием 16 % хрома и 1 % титана, с изменяющимся содержанием никеля и построенная с помощью программного обеспечения ThermoCalc. При химическом составе, соответствующем мартенситным и полуаустенитным дисперсионно-твердеющим нержавеющим сталям, можно видеть, что последовательность фазовых превращений при охлаждении из жидкого состояния следующая:

L —> L + Fр —> Fр —> Fр + A —> Fр + A + M —> Fр + М.

С другой стороны, аустенитные дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали кристаллизуются в 100%-ный аустенит благодаря высокому содержанию никеля (25 % или более) согласно рис. 8.1. Для таких сталей последовательность фазовых превращений имеет вид

L —> L + А —> А.

Если заменить алюминий титаном, то при повышенных температурах псевдобинарная диаграмма останется сходной и последовательность фазовых превращений будет практически та же. При низких температурах, когда имеют место различные реакции выделения, диаграмма равновесия значительно усложняется, но не соответствует реальной картине, поскольку равновесие не достигается. Для растворения всех выделений применительно к однофазному аустенитному диапазону дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей или преимущественно аустенитному с возможным небольшим содержанием феррита для мартенситных или полуаустенитных сталей используют термообработку твердого раствора. Для сохранения растворенных элементов в твердом растворе при комнатной температуре применяют последующее охлаждение с достаточно высокой скоростью. Термическая обработка необходима при соответствующей температуре и длительности для образования оптимальных дисперсных выделений.