На процессы, протекающие при нагреве

Это влияние связано с изменением температуры растворения карбидов, скорости диффузии углерода и ЛЭ в феррите, со склонностью к росту зерна, положением критических температур и содержанием углерода в эвтектике.

Карбиды ЛЭ имеют более высокую температуру растворения, чем цементит (Fe₃C):

Процесс растворения карбидов при нагреве носит диффузионный характер и зависит от температуры, их количества и степени коагуляции, поскольку в этом случае приобретает значение время перехода карбидов в раствор, которое увеличивается с увеличением карбидной фазы и размеров карбидных включений.

Диффузионный характер растворения и высокая Т_пл карбидов приводят к тому, что большинство ЛЭ повышают температуру Ас₁ (рис. 3). Исключение составляют Mn и Ni, которые снижают температуру растворения цементита (П = Ф+Ц), и превращения происходят при более низких температурах.

Практически все ЛЭ, кроме Mn, понижают склонность к росту зерна при нагреве. Карбидообразующие элементы, особенно дающие труднорастворимые карбиды, препятствуют движению границ зерен (росту зерна), Mn увеличивает склонность стали к росту зерна, a Ni и S влияют незначительно, то есть у разных сталей в зоне Т_max величина выросшего зерна будет различной, и при наличии даже небольшого количества карбидов сохраняется мелкозернистая структура.

Гомогенизация аустенита, образующегося при превращении перлита, определяется диффузией С и ЛЭ. Большинство ЛЭ уменьшает скорость диффузии С в растворе (рис. 6). Это приводит к увеличению температуры гомогенизации аустенита для легированных сталей. Гомогенизация аустенита по углероду идет значительно быстрее, чем по ЛЭ (рис. 7).

Рис. 6. Влияние легирования a–Fe на коэффициент диффузии С при Т=700 °С

Рис. 7. Зависимость коэффициента диффузии С от температуры

Повышенная устойчивость карбидов ЛЭ против коагуляции при нагреве до Ас₁ обусловливает и меньшую зону разупрочнения при сварке легированных сталей, чем нелегированных. Но в зонах, нагретых до 450 °С, при наличии V и Ti возможно выделение упрочняющих фаз и повышение твердости.