Решение: Растворение вторичного цементита в аустените при нагреве

Для ответа на вопрос преподавателя о процессе растворения вторичного цементита в аустените при нагреве заэвтектоидной стали (сплав №4), ниже приведено подробное пояснение, которое удобно переписать в тетрадь. Пояснение процесса растворения вторичного цементита \(Ц_{II}\) в интервале температур от \(727^{\circ}C\) до линии \(SE\): 1. Исходное состояние: Сплав №4 является заэвтектоидной сталью (содержание углерода от \(0,8\%\) до \(2,14\%\)). При комнатной температуре его структура состоит из перлита (\(П\)) и сетки вторичного цементита (\(Ц_{II}\)). 2. Превращение при \(727^{\circ}C\) (линия \(PSK\)): При достижении температуры эвтектоидного превращения \(727^{\circ}C\) (критическая точка \(Ac_1\)) перлит, представляющий собой смесь феррита и цементита, превращается в аустенит (\(А\)). В этот момент структура состоит из аустенита с концентрацией углерода \(0,8\%\) и нерастворенных включений вторичного цементита. 3. Процесс в интервале от \(727^{\circ}C\) до линии \(SE\): Линия \(SE\) на диаграмме \(Fe-C\) показывает предельную растворимость углерода в аустените. При повышении температуры выше \(727^{\circ}C\) растворяющая способность аустенита по отношению к углероду увеличивается (согласно наклону линии \(SE\)). Вторичный цементит (\(Fe_3C\)), находящийся на границах зерен, начинает постепенно отдавать свои атомы углерода в кристаллическую решетку аустенита. Этот процесс происходит путем диффузии. 4. Завершение процесса (линия \(SE\)): По мере нагрева количество вторичного цементита уменьшается, а концентрация углерода в аустените растет, перемещаясь по линии \(SE\). При достижении температуры, соответствующей точке на линии \(SE\) для данного сплава (критическая точка \(Ac_{cm}\)), последние кристаллы вторичного цементита полностью исчезают. Вывод: В данном температурном интервале происходит фазовая перекристаллизация, в результате которой двухфазная структура (\(А + Ц_{II}\)) переходит в однофазную структуру аустенита (\(А\)). Энергия нагрева затрачивается на разрушение сложной решетки цементита и диффузионное перераспределение углерода в объеме аустенитных зерен.