Промежуточное (бейнитное) превращение

Это превращение имеет черты, как диффузионного перлитного превращения, так и бездиффузионного мартенситного. Бейнитное превращение так же, как и перлитное, имеет инкубационный период, и продуктами этого превращения также являются цементит и феррит, но феррит слегка пересыщен углеродом.

Бейнитное превращение так же, как и мартенситное, до конца никогда не идет, то есть всегда есть аустенит остаточный. Бездиффузионность бейнитного превращения так же, как и мартенситного, сводится к перестройке ГЦК - решетки аустенита в ОЦК – решетку феррита, но в отличие от мартенситного превращения бейнитное связано с диффузией углерода в аустените, хотя и замедленной, что приводит к образованию цементита Fe₃C и уменьшению перенасыщенности раствора.

Бейнитное превращение протекает при температурах, когда диффузия атомов железа и легирующих элементов практически отсутствует, а скорость диффузии углерода еще достаточно высока. Это и предопределяет особенности бейнитного превращения. В начале этого превращения происходит диффузионное перераспределение углерода в аустените (рис. 8.13.), что и приводит к образованию в нем объемов, обогащенных и обедненных углеродом. Участки аустенита с низким содержанием углерода, у которых точка Мнлежит в области температур промежуточного превращения (см. рис. 8.12), претерпевают мартенситное превращение по без диффузионному механизму. Образовавшийся малоуглеродистый мартенсит тут же распадается на феррито-цементитную смесь, причем феррит из-за пониженной диффузии углерода будет слегка перенасыщен углеродом.

В объемах аустенита, обогащенных углеродом, если их перенасыщение высокое, в процессе изотермической выдержки могут выделяться частички цементита. Это, естественно, приведет к обеднению этих участков аустенита углеродом и к протеканию в них превращения по мартенситному механизму, что и обуславливает игольчатое строение бейнита, особенно в области температур, прилегающих к мартенситному превращению.

Чем ниже температура изотермического превращения, тем меньше диффузия углерода и количество Fe₃C, а пересыщенность феррита больше. Ниже линии Мнцементита вообще нет и весь углерод будет в феррите, этот пересыщенный феррит назвали мартенситом (в честь немецкого ученого Мартенса).

Различают два вида бейнита:

1) верхний, по строению напоминает перлит, но имеет более пористое строение, соответственно у него понижены пластичность и ударная вязкость - нежелательно;

2) нижний, имеет игольчатое строение и напоминает мартенсит. По сравнению с продуктами перлитного превращения он обладает более высокой твердостью и прочностью, а вследствие наличия аустенита остаточного сохраняет достаточную пластичность и вязкость. Не распавшийся при изотермической выдержке аустенит при последующем охлаждении будет в той или иной степени претерпевать мартенситное превращение, частично сохранится аустенит остаточный.

Рис. 8.13. Схема бейнитного превращения