5. Бейнитное превращение

Бейнитное превращение (названное так по имени ученого Э. Бейна) переохлажденного аустенита происходит в интервале температур ниже перлитного и выше мартенситного интервала превращений, поэтому его иногда называют промежуточным.

Определяющей особенностью бейнитного превращения является то обстоятельство, что оно протекает в интервале температур, когда практически отсутствует самодиффузия железа и диффузия легирующих элементов, но интенсивно может протекать диффузия углерода, т. е. интервал бейнитного превращения расположен выше точки (d), но ниже точки (е) Чернова (см. рис. 191). Вначале аустенит обедняется из-за выделения карбидов углерода и при достижении необходимого обеднения происходит мартенситная реакция. Чем выше температура изотермической выдержки, тем больше должно произойти обеднение аустенита, тем менее углеродистый аустенит претерпевает мартенситное превращение, теряя типичные для него черты. Поэтому внешний вид структуры бейнита существенно зависит от температуры его образования.

Обычно бейнит делят на верхний (рис. 217, а) и нижний (рис. 217, б), образующийся соответственно в верхнем и нижнем интервале температур бейнитного превращения. Нижний бейнит

по своей природе и свойствам мало отличается от изотермического (реечного) мартенсита.

В аустените, переохлажденном до соответствующих температур (ниже точки ), происходит диффузионное перераспределение углерода, в результате которого образуются участки аустенита, богатые и бедные углеродом. Образование концентрационной неоднородности приводит к возникновению напряжений, а так как для бедных по углероду участков мартенситная точка лежит выше температуры изотермической выдержки, то микропластическая деформация приведет к а-превращению по мартенситной реакции.

Рис. 217. Структура бейнита (левые фотографии — нижний бейнит, правые — верхний бейнит; верхние фотографии — световая микроскопия, нижние — электронная микроскопия.

Превращение а при бейнитном превращении по мартенситному типу является его характерной особенностью и подтверждается тем, что образование бейнита сопровождается появлением рельефа на полированном шлифе.

Таким образом само -превращение при бейнитном превращении происходит по бездиффузионному механизму, но оно подготавливается диффузионными процессами в аустените и эти диффузионные процессы определяют скорость бейнитной реакции.

Участки аустенита, обогащенные углеродом, превращения не испытывают и при охлаждении от температуры изотермической выдержки до комнатной сохраняются аустенитными (или частично испытывают мартенситную реакцию).

Выделение карбидов, которые наблюдаются в структуре стали, претерпевшей бейнитное превращение, происходит уже после Y -превращения, а это показывает, что расслоение по углероду не приводит к полному обеднению отдельных участков аустенита.