Устойчивость аустенита зависит от химического состава; увеличение содержания углерода до 0,8% повышает устойчивость аустенита, а при большем содержании углерода она снижается. Введение в сталь легирующих элементов (за исключением Со) повышает устойчивость аустенита. Устойчивость аустенита тем выше, чем крупнее его зерно и чем однороднее аустенит. Неравномерное распределение углерода в аустените и наличие нерастворимых частиц (карбидов, нитридов и т. д.) снижает устойчивость аустенита. Чем ниже температура, тем дисперснее продукты изотермического распада аустенита и тем выше их твердость, предел прочности и предел текучести (фиг. 7). Относительное сужение и удлинение до 400° С изменяются мало, а затем резко падают.
Мартенситное превращение. Образование структуры закаленной стали — мартенсита имеет место лишь в том случае, если скорость охлаждения превышает критическую скорость закалки v.
Критической скоростью закалки v называется минимальная скорость охлаждения, при которой весь аустенит пере-охлаждается до мартенситной точки М. На кривой изотермического распада критическая скорость закалки соответствует касательной к началу распада (фиг. 6). Чем выше устойчивость аустенита, тем меньше значение vK.
Характерные особенности мартенситного превращения:
1. Превращение распространяется на широкую область температур (фиг. 8).
Температурные точки М и Мк не зависят от скорости охлаждения, и их положение определяется в основном химическим составом аустенита. С увеличением в стали содержания углерода и легирующих элементов (за исключением Со и А1) точки М и Мк понижаются.
2. Образование мартенсита практически возможно лишь при непрерывном охлаждении ниже точки М. Чем ниже темпера-тура, тем больше образуется мартенсита.
3. Мартенситное превращение никогда не идет до конца. В закаленной стали наряду с мартенситом всегда присутствует остаточный аустенит. Чем больше в стали углерода и легирующих элементов (за исключением Со и А1), тем больше количество остаточного аустенита.
4. Чем больше зерно исходного аустенита, тем крупнее пластины мартенсита и тем сильнее в структуре выявляется игольчатость. В правильно закаленной
стали мартенсит не имеет характерной игольчатой структуры (бесструктурный мартенсит).
Мартенсит обладает высокой твердостью и хрупкостью. Чем больше в мартенсите углерода, тем выше его твердость (фиг. 9).