Механизм перехода от гранецентрированной к пространственноцентрованной решетке

Механизм перехода от гранецентрированной к пространственноцентрованной решетке надо, однако, рассматривать не как осаживание, а как процесс сдвига. Этот процесс достаточно низкой температуре протекает принципиально одинаково во всех сталях, а также в чистом железе, однако углерод фиксирует промежуточную решетку, мало отличающуюся от конечного состояния, подобно тому как мы это представляем при переходе путем осаживания.

Вторая и третья ступени превращения представляются поэтому двумя различными формами, в которых может происходить подобного рода процесс сдвига, На второй ступени кинетика превращения определяется процессом диффузии (тепловые движения в решетке); превращение проходит по невыясненному до сих пор в отношении времени закону. На третьей ступени, напротив, только какое-либо внутреннее или внешнее воздействие может внезапно привести к частичному превращению.

Важнейшей причиной такого воздействия является снижение температуры ниже мартенситной точки. Тогда независимо от перехода решетки при температуре, лежащей выше известной границы, происходит выделение углерода из тетрагональной решетки.

Представление о сдвиге основывается на том, что между решетками аустенита и феррита в большинстве случаев имеется строгая кристаллографическая взаимозависимость. Впрочем и первичный цементит в эвтектоидных сплавах также располагается закономерно по отношению к первоначальному аустениту. Если поэтому эвтектоидный распад углеродистой стали задерживается быстрым охлаждением, то это превращение при низкой температуре происходит принципиально сходно с каким-нибудь другим процессом превращения кубической гранецентрированной решетки в кубическую пространственноцентрированную. То обстоятельство, что углерод с v-железом образуёт твердый раствор по типу внедрения, а не по типу замещения, служит причиной появления тетрагональной промежуточной решетки. По той же причине и при закалке железо- азотных сплавов появляется промежуточная тетрагональная решетка.

В качестве второй стадии процесса следует выделение углерода, а в качестве третьей - коагуляция углерода с образованием цементита.

В закаленных сталях с высоким содержанием углерода аустенит, как правило, претерпевает превращение лишь частично. Он разлагается затем при температурах, лежащих между температурами двух последних стадий процессов. Соответственно с этим при отпуске закаленных сталей наблюдаются три объемных и тепловых эффекта: 1) вследствие выделения углерода или перехода от тетрагональной решетки к кубической, 2) вследствие распада остаточного аустенита, 3) вследствие образования цементита. Эти три процесса объясняют и прочие изменения свойств при отпуске закаленных сталей.

Обе последние ступени превращения приводят в углеродистой стали к высокой твердости, увеличивающейся с содержанием углерода. Эта твердость вследствие выхода углерода из тетрагональной решетки изменяется лишь незначительно, и притом в сторону увеличения. Упрочнение при закалке стали поэтому следует объяснять искаженным состоянием пространственноцентрированной решетки.