Нормальным для рельсовой арматурной стали является раскисление ее алюминием в количестве 300 Г/т. Раскисление в количестве в два раза меньшем должно было привести к росту зерна, но благодаря одновременному введению ванадия зерно аустенита не изменилось. При полном исключении алюминия и замене его силикокальциемразмер зерна аустенита при температурах 900—1000°С становится больше и от этого меняется арматура цена. Добавка ванадия измельчает зерно этой стали до такой же величины, как у обычной стали, раскисленной 300 г/т алюминия.
Благоприятное влияние ванадия на измельчение зерна аустенита большинство исследователей, как было показано выше, связывает с «барьером» в виде карбида ванадия, который труднорастворим в аустените. Лишь при его переходе в аустенит зерно начинает расти. В последнее время появились веские доказательства решающей роли в торможении роста зерна нитрида ванадия. В исследовании Л. Эрасмуса четко показано, что температуры начала и конца интенсивного роста зерна в стали при содержании до 0,1% V хорошо совпадают с температурой растворения нитрида ванадия.
На основании результатов этих исследований можно предположить, что при малых содержаниях ванадия «барьерами», препятствующими росту зерна аустенита, являются нитриды ванадия, так как при таких содержаниях большая часть ванадия связывается с азотом. При больших содержаниях ванадия основным фактором, тормозящим рост зерна, являются карбиды ванадия. То, что именно карбиды ванадия тормозят рост зерна инструментальных и быстрорежущих сталей при нагреве их до высоких температур, не вызывает сомнений.
Как известно, прокаливаемость стали определяется устойчивостью переохлажденного аустенита, а изотермические и термокинетические диаграммы распада аустенита дают полные представления о ней. Поскольку закономерности влияния легирующих элементов на кинетику распада аустенита были установлены и систематически исследованы под руководством С. С. Штейнберга к концу 30-х годов, то первые данные по ванадию освещают только его влияние на прокаливаемость сталей.
Установлено, что при закалке углеродистых и легированных сталей с ванадием от нормальных температур ванадий уменьшает прокаливаемость, при закалке с более высоких температур глубина закаленного слоя ванадиевой стали больше, чем у стали без ванадия. Это связано с тем, что при нормальных температурах закалки карбиды ванадия, оставаясь не — растворенными в аустените, служат зародышевыми центрами, ускоряющими его распад при охлаждении. При нагреве стали до более высоких температур вследствие перехода заметного количества карбидов в аустенит его устойчивость при переохлаждении повышается и глубина закаленного слоя увеличивается.
На рис. 24 приведено распределение твердости по сечению образцов диаметром 25 Мм инструментальной углеродистой стали без ванадия и с 0,27% V в зависимости от температуры закалки. На кривых указаны температура закалки и полученная при этом величина зерна. В простой углеродистой стали при закалке с 820° С прокаливаемость равна прокаливаемости ванадиевой стали, закаленной с 900° С, несмотря на то, что в последней величина зерна меньше на 3 балла. Это обусловлено тем, что при 900° С аустенит начинает обогащаться ванадием.

Добавить комментарий