11. ТЕРМИЧЕСКОЕ И ДЕФОРМАЦИОННОЕ СТАРЕНИЕ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ
Под старением понимают изменение свойств стали, протекающее во времени без заметного изменения микроструктуры. Эти процессы происходят главным образом в низкоуглеродистых сталях. При старении за счет скопления атомов углерода (азота) на дислокациях (атмосферы Котрелла) или выделения избыточных
фаз из феррита (карбидов, нитридов) повышаются прочность, порог хладноломкости и снижается сопротивление хрупкому разрушению.
Известны два вида старения стали: термическое и деформационное (механическое).
Термическое старение. Оно протекает в результате изменения растворимости углерода (см. рис. 83) и азота в 
-железе в зависимости от температуры.
При ускоренном охлаждении с 650-700 °С (как, например, при сварке, охлаждении тонкого листа после прокатки и т. д.) в низкоуглеродистой стали задерживается выделение третичного цементита и при нормальной температуре фиксируется пересыщенный а-раствор (феррит). При последующей выдержке стали при нормальной температуре (естественное старение) или при повышенной температуре 50-150 °С (искусственное старение) происходит образование атмосфер Коттрелла или распад твердого раствора с выделением третичного цементита (е-карбида) в виде дисперсных части 
. Старение технического железа (стали) может быть связано также и с выделениемиз твердого раствора частичек нитрида 
или 
Термическое старение заметно протекает в низкоуглеродистых сталях. При более высоком содержании углерода вследствие зародышевого воздействия большого количества нементитных частиц, образовавшихся при перлитном превращении, самостоятельного выделения третичного цементита (
-карбида) не наблюдается.
Деформационное (механическое) старение. Этот процесс протекает после пластической деформации, если она происходит при температуре ниже температуры рекристаллизации, и особенно при 20 °С. Деформационное старение развивается в течение 
суток при 
и в течение нескольких минут при 
При деформационном старении основное упрочнение, вероятно, связано с образованием атмосфер Коттрелла из атомов углерода и азота вокруг скоплений дислокаций, что затрудняет их движение. При нагреве деформированной стали возможно образование частиц карбидов и метастабильной нитридной фазы 
или стабильного нитрида 
В сталях возможно термодеформационное старение, т. е. одновременное протекание термического и деформационного старений. Старение отрицательное сказывается на эксплуатационных и технологических свойствах многих сталей. Оно может протекать в строительных и мостовых сталях, подвергаемых пластической деформации при гибке, монтаже и сварке, и, усиливаясь охрупчиванием при низких температурах, явиться причиной разрушения конструкции. Развитие деформационного старения резко ухудшает штампуемость листовой стали, поэтому многие углеродистые стали подвергают обязательно испытаниям на склонность их к деформационному старению.
Склонность стали к старению снижается при модифицировании ее алюминием, титаном или ванадием.
Вопросы для самопроверки
(см. скан)
