Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 9
1.1 Экспериментальные методы исследования распада переохлажденного аустенита 9
1.2 Математическое описание кинетики распада аустенита в порошковых сталях 14
1.3 Постановка задачи исследования 30
2. Экспериментальное исследование кинетики распада аустенита стали ПК40Н2М 31
2.1 Методика исследования фазовых превращений быстродействующим магнитометром 31
2.1.1 Конструкция магнитометра 31
2.1.2 Методика проведения эксперимента 33
2.1.3 Методика обработки экспериментальных данных 38
2.2 Технология изготовления исследуемого материала 43
2.3 Микроанализ исследуемых материалов 44
2.4 Исследование кинетики распада аустенита стали ПК40Н2М в изотермических условиях 45
2.5 Исследование кинетики распада аустенита стали ПК40Н2М при непрерывном охлаждении 52
3. Методика определения кинетических параметров процесса распада аустенита на основе экспериментально полученных изотермических диаграмм 58
3.1 Описание кинетики изотермического распада аустенита с помощью уравнения кристаллизации А. Н. Колмогорова 58
3.2 Имитационный метод описания кинетики распада аустенита 73
4. Методика расчета термокинетических диаграмм с целью прогнозирования структуры стали после термообработки 89
4.1 Описание кинетики распада аустенита при непрерывном охлаждении стали на основе уравнения кристаллизации А Н. Колмогорова 89
4.2 Применение имитационного метода к описанию кинетики распада аустенита при непрерывном охлаждении ; 93
4.2.1 Методика определения количества превращенного аустенита при непрерывном охлаждении 93
4.2.2 Расчет термокинетической диаграммы для стали ПК40Н2М 97
5. Расчет термокинетических диаграмм порошковых сталей различной пористости по данным изотермических диаграмм ; 104
5 1 Проверка адекватности предложенной методики расчета термокинетических диаграмм экспериментальным данным, представленным в литературных источниках (сталь ПК 80- различной пористости) 104
5.2 Расчет термокинетических диаграмм для стали ПК45Н2 различной пористости 111
6. Влияние пористости: на кинетические параметры распада аустенита. в порошковых сталях 117
6.1 Зависимость кинетических параметров распада аустенита порошковых сталей от пористости 117
6.2 Расчет изотермических и термокинетических диаграмм порошковых сталей с пористостью, для которой отсутствуют данные эксперимента 123 6.2.1 Расчет изотермических и термокинетических диаграмм стали ПК80 пористости 10% и 20% 123
6,2.2 Расчет изотермических и термо кинетических диаграмм стали ПК45Н2 пористости 10% и 20% 129
Общие выводы 136
Список литературы 13 8
Приложение 149
- Математическое описание кинетики распада аустенита в порошковых сталях
- Исследование кинетики распада аустенита стали ПК40Н2М в изотермических условиях
- Имитационный метод описания кинетики распада аустенита
- Применение имитационного метода к описанию кинетики распада аустенита при непрерывном охлаждении
Введение к работе
Научно-технический прогресс во всех областях техники предъявляет все более жесткие требования к современным материалам. Для создания и внедрения в производство новых материалов и прогрессивных технологий большое значение; имеют методы порошковой металлургии, позволяющие не только получить материалы со специфическими свойствами, но и снизить потери металла и использование металлорежущих станков..
Среди = материалов, получаемых методами порошковой металлургии, большой практический интерес представляют используемые в машиностроении порошковые стали. Расширение сортамента деталей машин из порошковых сталей требует более высокого уровня их физико-механических свойств. Для решения этой задачи необходима разработка не только новых марок сталей, но и теории и практики улучшения их термической обработкой. Применение термообработки позволяет получить необходимую комбинацию заданных свойств, повысить физико-механические характеристики порошковых сталей без изменения химического состава.
Для эффективного использования термической обработки необходимо исследование особенностей фазовых превращений в порошковых сталях различной пористости, разработка методов, позволяющих прогнозировать структуру стали после термообработки., В настоящее время для прогнозирования структуры компактных сталей широко используются * изотермические и термокинетические диаграммы распада аустенита. Между тем, до последнего времени, изотермические и термокинетические диаграммы для порошковых сталей публиковались мало. В последние годы построение таких диаграмм для различных марок порошковых сталей осуществлялось в Кургане (школа Ю. Г. Гуревича), Перми (школа В. Н. Анциферова), Екатеринбурге (школа В. Я. Буланова), Санкт-Петербурге (школа С. С. Ермакова), Новочеркасске (школа Ю. Г. Дорофеева).
Построение этих диаграмм является сложным трудоемким процессом. Пористость порошковых сталей оказывает большое влияние на кинетику распада аустенита, а, следовательно, на структуру и свойства стали после термообработки. Поэтому для каждого значения пористости данной стали нужно строить свои диаграммы. В связи с этим большое значение приобретает разработка методов расчета изотермических и термокинетических диаграмм порошковых сталей в зависимости от пористости.
Целью настоящей работы является исследование зависимости кинетических параметров распада аустенита порошковых сталей от пористости и разработка расчетных методов, позволяющих прогнозировать кинетику фазовых превращений и структуру порошковых сталей различной пористости после термической обработки.
Для достижения этой цели в работе решались следующие задачи:
Экспериментальным путем изучить кинетику распада аустенита порошковой горячештампованной стали ПК40Н2М, на основании полученных данных построить изотермическую и термокинетическую диаграммы для этой стали.-
На основе экспериментальных данных разработать метод, позволяющий адекватно описывать кинетику распада аустенита в изотермических, условиях и определять кинетические параметры фазовых превращений порошковых сталей различной пористости.
Разработать методику расчета, позволяющую достоверно прогнозировать, кинетику распада аустенита при непрерывном охлаждении и структуру стали после термообработки.
Разработать метод, позволяющий на основе данных о кинетике изотермического распада аустенита в стали одного и того же химического состава с несколькими различными значениями пористости определить функциональную зависимость кинетических параметров превращения от пористости и рассчитать изотермические и
термокинетические диаграммы данной стали при любом значении пористости.
Научная новизна:
На основе экспериментальных данных построены изотермическая и термокинетическая диаграммы распада аустенита для стали ПК40Н2М.
Разработан имитационный метод, позволяющий описывать кинетику распада аустенита при любой температуре изотермической выдержки порошковых сталей различного состава и пористости..
Разработан метод расчета, позволяющий на основе данных о кинетике изотермического распада аустенита достоверно прогнозировать кинетику фазовых превращений при непрерывном охлаждении и структуру стали после термообработки.
Предложена методика, позволяющая на основе* данных: о кинетике изотермического распада аустенита в стали одного и того же химического состава с несколькими различными значениями пористости получить зависимость кинетических параметров превращения от пористости стали и рассчитать изотермические и термокинетические диаграммы данной стали при любом значении пористости.
Расчетным путем получены изотермические и термокинетические диаграммы порошковых сталей различной пористости, для которых в литературе отсутствуют данные эксперимента.
На защиту выносятся следующие положения. L Экспериментально полученные изотермическая и термокинетическая диаграммы распада аустенита для стали ПК40Н2М.
Имитационный метод, позволяющий адекватно описывать кинетику распада аустенита в изотермических, условиях порошковых сталей различного состава и пористости.
Методика расчета, позволяющая на основе данных о кинетике фазовых превращений в изотермических условиях прогнозировать кинетику распада аустенита при непрерывном охлаждении и структуру стали после термообработки.
Методика, позволяющая на основе данных о кинетике изотермического распада аустенита в стали одного и того же химического состава с несколькими различными значениями пористости рассчитать изотермические и термокинетические диаграммы, данной стали; при любом значении пористости.
Изотермические и термокинетические диаграммы порошковых, сталей различной пористости, полученные расчетным путем.
Практическая ценность работы.
Разработаны методы прогнозирования кинетики распада аустенита порошковых сталей: различной пористости, позволяющие значительно упростить экспериментальные исследования по построению изотермических и термо кинетических диаграмм порошковых сталей с целью прогнозирования структуры после термообработки. Полученные диаграммы использованы для назначения; оптимальных режимов термической обработки сталей различного состава и пористости в цехе производства деталей методами порошковой металлургии ОАО "Курганмашзавод".
Апробация работы. Основное содержание диссертации отражено в 13 статьях, опубликованных в сборниках научных трудов и журнале "Известия Вузов. Черная металлургия". Результаты работы доложены и обсуждены на всероссийской научно-технической конференции в г. Москве, региональной научно-технической конференции в г. Тюмени,, международной научно-технической конференции в г. Новочеркасске.
Работа выполнена при поддержке Министерства образования Российской Федерации грантом;№ 5,8-471/291-П-02 по фундаментальным исследованиям.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы и приложений и содержит 159 страниц текста, 25 таблиц, 63 рисунка. Список литературы содержит 99 наименований.
Математическое описание кинетики распада аустенита в порошковых сталях
В литературе известны попытки описать кинетику фазовых превращений аналитическими методами. Для этого использовались понятия и закономерности, полученные при построении модели кристаллизации расплава. Систематическое исследование процесса кристаллизации было проведено Г. Тамманом, который ввел количественные характеристики этого процесса: число центров новой фазы, возникающих в единицу времени в единице объема (скорость зарождения центров) и линейную скорость роста кристаллов из этих центров [23]. И. Л.Миркиным было предложено изучать, процесс кристаллизации: с помощью двумерных схем [24, 95]. Согласно такой схеме, на площади, в начальный момент времени полностью занятой старой фазой (жидкостью), в течение одной секунды возникает определенное число зародышей будущих кристаллов. В течение следующей секунды зародыши растут с определенной скоростью, одинаковой во всех направлениях, и одновременно с этим на площади, все еще занятой старой фазой, возникают новые зародыши.
При столкновении растущих зародышей рост на соответствующем участке прекращается. Процесс продолжается до тех пор, пока вся имеющаяся площадь не оказывается занята кристаллами новой фазы. Уравнение, позволяющее описывать кинетику процесса кристаллизации, было получено А. Н. Колмогоровым [26]: где 1(0 объем, занятый закристаллизовавшимся веществом в момент времени t после начала процесса, V— объем, первоначально занятый старой фазой (жидкостью), a(t ) dt - вероятность образования в единице объема центра новой фазы в течение промежутка времени df, k[v) — линейная скорость роста зародышей, с3 - величина, определяющая зависимость скорости роста зародышей от направления их роста. В частности, если вероятность образования центров новой фазы и линейная скорость их роста не зависят от времени, то Эти понятия и закономерности были механически перенесены на фазовые превращения в твердом состоянии. Так, И. Л. Миркиным впервые было показано, что процесс образования перлита — это процесс зарождения центров перлита и роста перлитных кристаллов, и были получены зависимости скорости зарождения центров и линейной скорости роста от температуры превращения (кривые Таммана) для эвтектоидной стали [23, 25]. М. Ж. Аврами было предложено уравнение, описывающее кинетику фазовых превращений, полученное при тех же предположениях, что и уравнение (1.2) [27]: где — доля объема, занятого новой фазой, К — коэффициент, зависящий от скорости зарождения центров и линейной скорости их роста, t — время изотермической выдержки. Уравнения (1.1) - (1.3) широко используются для описания кинетики фазовых превращений в стали в условиях изотермической выдержки [27-37, 42-47]. И. Л. Миркиным [28] предложено уравнение где ./(/)-доля объема превращенного аустенита, Nv - объемная скорость зарождения центров новой фазы, G—линейная скорость роста, t—время изотермической выдержки. В [29] кинетические кривые изотермического распада аустенита описываются с помощью уравнения А. Н. Колмогорова, которое Предполагается, что зародыши новой фазы растут как сферы. Подробно рассматривается стационарный случай, когда /(/) не зависит от времени. Скорость роста зародышей новой фазы также считается постоянной при данной температуре, предлагаются методы расчета скоростей зарождения и роста новой фазы и построения С-образных кривых в соответствии с результатами расчетов. Эти методы, как подчеркивается автором, могут быть использованы только для описания начальной стадии превращения (приводятся рассчитанные в соответствии с предложенными методами С-образные кривые, соответствующие 5% и 50% распавшегося аустенита). В [31] предлагается уравнение, описывающее кинетику перлитного превращения в изотермических условиях.. Оно получено на основе уравнения (1.2) и учитывает, что зарождение зерен перлита может происходить только на поверхности зерен исходного аустенита. При выводе уравнения предполагалась "двумерность", а не "трехмерность" роста зерен перлита вследствие "краевого" и "бокового" роста. Поэтому время выдержки г входит в это уравнение в третьей, а не в четвертой степени. Предлагается метод расчета кинетических кривых, а также метод, позволяющий оценить влияние различных легирующих элементов на кинетику перлитного превращения. Приводятся кинетические кривые для сталей, легированных различными количествами кобальта, никеля и молибдена, рассчитанные с помощью предложенного метода. При этом сообщается о качественном соответствии полученной картины экспериментальным данным и ничего не говорится о количественном, соответствии результатов расчета и данных эксперимента. В этой же работе бейнитное превращение предлагается описывать с помощью уравнения где VE — предельное количество (доля) образующегося бейнита, К коэффициент, зависящий от температуры. О каких-либо расчетах, произведенных в соответствии с этим; уравнением, не сообщается.. В монографиях [27, 29] указывается на то, что при резком переводе системы из стабильного состояния в метастабильное (например, при резком охлаждении стали до температуры изотермической выдержки) вероятность зарождения центров новой фазы не сразу достигает стационарного значения, характерного для данной температуры. Существует период нестационарности, во время: которого скорость зарождения изменяется от нуля до стационарного значения. Приводятся оценки продолжительности этого периода, полученные при некоторых частных предположениях. В [27] рассматривается также возможность использования уравнения (1.3) в случае преимущественного зарождения центров новой фазы в определенных местах старой фазы (например, на границе зерен), а также при более общих предположениях относительно линейной скорости роста. В работах [35, 36] при ряде допущений, упрощающих построение, модели, исследуется кинетика фазовых превращений в сплавах Fe-Cr и Fe-Ni в изотермических условиях и теоретически рассчитывается время превращения заданной доли объема. В [35] рассматривается кинетика ферритного превращения в сплавах Fe - 9%Сг различной чистоты, в [36] — кинетика изотермического образования бейнита и пакетного мартенсита в низкоуглеродистых сплавах Fe—9,38%Сг и Fe-14,95%Ni, предложены уравнения, позволяющие учесть незавершенность превращения. Расчеты производятся на основе преобразованных уравнений; (1.1), (1.3), для определения значений параметров, входящих в эти уравнения, используются закономерности, установленные для регулярных растворов. Результаты расчетов показывают хорошее соответствие данным эксперимента для исследуемых сплавов.
Исследование кинетики распада аустенита стали ПК40Н2М в изотермических условиях
Микроструктура стали после отжига представляла собой феррито-перлитную смесь (рис. 2.6) твердостью HV163. Параметр решетки а твердого раствора составил а = 2,8690 ± 0,0005 А.
Температура аустенитизации,. выбранная для опытных образцов, составляла 910С. Время аустенитизации при этой температуре было определено в 400с [77-82]. Охлаждение образцов осуществлялось в расплаве олова, нагретого до температуры 300 - 640С. Образцы выдерживались при постоянной температуре в течение 700 с. После изотермической выдержки5 их охлаждали на воздухе. Применение расплава олова позволило быстро охлаждать образец (0,7 с) от температуры аустенитизации до температуры изотермической выдержки.
Во время изотермической выдержки при 300С сначала происходило образование мартенсита, причем скорость мартенситного превращения возрастала со временем. Достигнув максимального значения 0,4 у , она начинала уменьшаться, затем мартенситное превращение подавлялось и начиналось образование бейнита. По мере образования бейнита скорость превращения росла. Наибольшая скорость распада аустенита при этом составила 1,1 у . Структура стали после изотермической выдержки при этой температуре представляла собой мартенсито-бейнитную смесь с 11 % мартенсита (рис. 2.7, а), и твердостью HV471.
После выдержки при температурах 338С и 366С образовывалась структура нижнего бейнита (рис. 2.7, б, в), твердостью соответственно HV431 и HV370. Средняя скорость превращения при 338С составила 0,2 0/7 , а максимальная скорость - 0,7 у . При температуре 366С средняя /С- \ скорость распада аустенита составила 0,3 у , а максимальная скорость -1,9 у . Устойчивость переохлажденного аустенита при температуре 338С составила 22 с, а при температуре 366С — 9 с.
Повышение температуры изотермической выдержки до 480С приводило к увеличению зернистости структуры (рис. 2.7, г, д) и снижению твердости; стали. Например, после выдержки при 380С твердость, составляла HV338, а при 425С — HV280. С увеличением температуры: изотермической выдержки скорость превращения увеличивалась,, а устойчивость аустенита уменьшалась. Так, при: температуре 380С наибольшая скорость превращения наблюдалась при 48% распавшегося аустенита и составила 2,7 Уу , а при 425 С - 4,10/у . В то же время, устойчивость аустенита при 380С составила, 6 с, а при 425С — 4 с.
Выдержка при 480С обеспечивала наибольшую скорость образования бейнита. Она составила 9,9 у- и достигалась при 60% превращенного аустенита. При этой же температуре наблюдалась и наибольшая средняя скорость превращения, которая составила 1,5 у ; устойчивость аустенита оказалась равной 3,4 с.
При температуре 500С зафиксирована наименьшая устойчивость переохлажденного аустенита - 3,25 с. После выдержки при этой температуре структура стали представляла собой верхний бейнит с твердостью HV248. После охлаждения при температурах выше 530С в структуре стали наблюдался феррит. Например, после выдержки при температуре 540С образовался 1% феррита, а при температуре 640С - 12% (от общего количества превращенной фазы)..
После изотермической выдержки при 540С структура стали представляла собой смесь феррита, бейнита и сорбита твердостью HV245. Средняя скорость распада аустенита при этой температуре уменьшилась по сравнению со средней скоростью при 500С в два раза, а максимальная - в 4 раза. При дальнейшем увеличении температуры выдержки скорости превращения значительно уменьшались. Например, если при температуре 540С средняя скорость распада аустенита составила 0,3 , а максимальная скорость - 0,90/у , то при температуре 640С средняя скорость распада аустенита составила 0,02 у , а максимальная скорость -0,04 0/у . Поэтому распад аустенита не успевал произойти за 700 с. На рис. 2.8 приведены микроструктуры стали после изотермической выдержки при температурах от 530 до 640С.
На основании данных экспериментов о кинетике распада аустенита в изотермических условиях для стали ПК40Н2М построена изотермическая диаграмма. Эта диаграмма представлена на рис. 2.9. Она состоит из ферритной, перлитной, бейнитной и мартенситной областей превращения. При температуре ниже Мн сначала происходило превращение аустенита в мартенсит, а затем аустенита в бейнит. Время начала образования бейнита определяли по увеличению скорости распада аустенита. Минимальная устойчивость переохлажденного аустенита наблюдалась при температуре 500С, она составила 3,25 с. Ферритное превращение наблюдалось при температурах выше 530С.
Имитационный метод описания кинетики распада аустенита
При разработке имитационного метода описания распада аустенита была использована схема, предложенная для описания процесса кристаллизации И. Л. Миркиным [95]. Согласно двумерной модели И. Л. Миркина, на площади, первоначально занятой старой фазой, за 1 секунду возникает определенное число зародышей новой фазы. В течение следующей секунды они растут с определенной скоростью, причем линейная скорость роста во всех направлениях одинакова и не зависит от времени. Одновременно с этим на площади, все еще занятой старой фазой, возникают новые зародыши. По мере развития процесса в нем участвует все большее число зародышей новой фазы, скорость превращения нарастает до тех пор, пока столкновения, растущих зародышей не начинают заметно препятствовать их росту.
На первом этапе рассматривался процесс распада аустенита в условиях изотермической выдержки. На основе описанной схемы в настоящей работе предлагается следующая двумерная модель.
Предполагалось, что вся первоначальная площадь, занятая аустенитом, условно разбита на элементарные фрагменты. Время, в течение которого происходит превращение, также разбивалось на элементарные промежутки. После окончания периода нестационарности в единице площади, занятой аустенитом, случайным образом выбиралось X элементарных фрагментов, каждый из которых объявлялся зародышем новой фазы. В течение At с зародыши росли, причем линейная скорость их роста во всех направлениях считалась одинаковой и равной і Промежуток времени At рассчитывался по формуле где /0 — длина стороны элементарного фрагмента, Дґ0 — элементарный промежуток времени.
В процессе роста каждый зародыш присоединял к себе соседние фрагменты до тех пор, пока не происходило столкновение с другими зародышами или не была достигнута граница области. В случае столкновения, растущих зародышей их рост на соответствующем участке прекращался. Одновременно с этим за время At в единице площади, не занятой новой фазой, возникало [Я At] новых зародышей.. Доля аустенита, распавшегося к данному моменту времени, определялась как отношение площади, занятой новой фазой, ко всей имеющейся площади. При температуре выдержки Гй500С процесс заканчивался, когда вся имеющаяся площадь оказывалась занята зернами новой фазы. При Г 500С предполагалось, что превращение происходит не на всей площади, первоначально занятой аустенитом, а на площади, составляющей определенный процент от данной. Это предположение было основано на данных эксперимента, согласно которым при температуре выдержки ГП=640С за 600 секунд распадается 9,5% аустенита, после чего превращение- практически прекращается. При температуре Г10 =580С распадается 23,5% аустенита, при Т = Т9 =540С —75%, а при Т = Г8 = 530С - 80% аустенита.
Кинетика процесса определялась следующими параметрами: периодом нестационарности г, числом зародышей, образующихся в единицу времени в единице площади Л, и линейной скоростью роста /. В соответствии с описанной выше схемой, было разработано программное обеспечение, которое для каждого набора значений параметров г, Л и / позволяло произвести компьютерный эксперимент, в ходе которого моделировался реальный процесс образования новой фазы, и рассчитывалась доля распавшегося аустенита в зависимости от времени. Блок-схема алгоритма приведена на рис. 3.9.
Рассмотренный метод использовался; для описания кинетических кривых изотермического распада аустенита, полученных экспериментально при температурах от 338 до 640С [88, 96]. Для определения оптимальных значений кинетических параметров использовался метод наименьших квадратов.
Применение имитационного метода к описанию кинетики распада аустенита при непрерывном охлаждении
Имитационный метод, разработанный ранее для описания кинетики превращения в изотермических условиях, позволяет легко учесть наличие периода нестационарности.. Поэтому была поставлена задача: разработать методику, которая при известной зависимости кинетических параметров от температуры с помощью имитационного метода позволила бы описывать кинетику распада аустенита в немартенситной области при непрерывном охлаждении. В настоящей работе предлагается следующая методика расчета кинетических кривых при непрерывном охлаждении. Кривые охлаждения предлагается описывать непрерывными функциями вида Г = T{t)t позволяющими определять значение температуры в каждый момент времени из рассматриваемого промежутка. Например, если для данной стали имеются: кривые охлаждения, полученные экспериментально, то их можно аппроксимировать полиномами вида (4.2). При отсутствии экспериментальных данных по непрерывному охлаждению для данной стали, можно использовать более простую зависимость, характеризующую среднюю скорость охлаждения на рассматриваемом промежутке. После установления зависимости температуры от времени для каждого режима охлаждения следует определить значение t1T!, такое что T{t1T1) = 721С. С момента времени t = t1T1 начинается отсчет периода нестационарности для данного режима охлаждения (во время которого превращение не происходит).
Предполагалось, что, начиная с t — 727» течение элементарного промежутка времени А/0 происходит выдержка образца при постоянной температуре 727С, затем происходит мгновенное охлаждение до температуры, которая рассчитывается в соответствии с принятой зависимостью Г(ґ), далее опять выдержка в течение Af0, и т. д. При этом на каждой ступеньке вычислялась сумма нестационарности при изотермической выдержке при температуре Т. Если полученное значение суммы оказывалось не меньше т(т(і727 + к)), то время t0 = 1727 + к At0 считалось временем начала превращения. В противном случае процедура повторялась. После окончания периода нестационарности процесс охлаждения продолжал рассматриваться как ступенчатый процесс: изотермическая выдержка в течение Дґ(г) , мгновенное охлаждение, и т. д. Промежуток времени At(T) рассчитывался по формуле На каждой ступеньке процесс приближенно считался изотермическим, и для описания кинетики этого процесса использовался рассмотренный ранее имитационный метод. Как уже было отмечено, при непрерывном охлаждении система; постоянно находится в нестационарном состоянии, поэтому простое механическое перенесение метода,, позволяющего адекватно описать кинетику изотермического распада аустенита, на случай непрерывного охлаждения, не может привести к удовлетворительным результатам. Этот вывод наглядно иллюстрируется данными эксперимента. Так,, для стали ГЖ40Н2М при изотермической выдержке при 480С максимальная скорость распада аустенита составляет 9,9 у ,. в то время, как при непрерывном охлаждении максимальная скорость превращения наблюдается в районе этой же температуры, но составляет всего 2,2П/у .
Кроме того, согласно рассмотренной схеме образования и роста зародышей, скорость превращения. должна сначала резко возрастать за счет увеличения числа зародышей новой фазы, а также за счет того, что с увеличением размера зародыша увеличивается и приращение этого размера в единицу времени. Именно такая закономерность наблюдается при изотермическом распаде аустенита, особенно при температурах, где он имеет наименьшую устойчивость. Уменьшение скорости превращения, которое наблюдается после того, как распадается более 50% аустенита, объясняется главным образом замедлением роста зародышей при их столкновении друг с другом. Однако, как показывает эксперимент, при непрерывном охлаждении стали ПК40Н2М скорость превращения практически стабилизируется после распада 15 — 20% аустенита, когда столкновение растущих зародышей еще не может заметно влиять на ход процесса. Последнее обстоятельство может лишь отчасти объясняться уменьшением скорости превращения из-за понижения температуры ниже 500С - 480С (интервал температур, в котором аустенит в данной стали наименее устойчив). Проведенные расчеты показывают, что нарастание скорости превращения за счет роста зародышей новой фазы значительно перекрывает уменьшение скорости за счет понижения температуры. Следовательно, при рассмотрении непрерывного охлаждения как ступенчатого процесса, нельзя на каждой ступеньке считать значения параметров модели равными соответствующим значениям при изотермической выдержке при этой же температуре. Учитывая, что зародыши новой фазы в полном объеме могут образовываться только после окончания периода; нестационарности, и чем больше этот период, тем заметнее его влияние на скорость образования зародышей, предлагается число зародышей новой фазы Ар{т), возникающих за 1 секунду в единице площади при температуре Т, рассчитывать в соответствии с формулой:
