Механические свойства определяли для четырех структурных состояний матрицы: 1 – мартенсит, полученный из рекристаллизованного аустенита (М); 2 – мартенсит, полученный из фазонаклепанного аустенита, в присутствии 12–25% остаточного аустенита (Мфн + Aост); 3,4 – состояния 1 и 2 в присутствии ревертированного аустенита (рис. 1). Проведено сравнение механических свойств сталей в указанных состояниях после закалки со старением на максимум прочности и перестариванием.

Результаты исследований и их обсуждение

Интерметаллические фазы, образующиеся при старении мартенсита

На рис. 2 и в табл. 2 показано изменение количества и природы интерметаллических фаз, образовавшихся при старении мартенсита в исследованных сталях. В процессе старения при 500–550°С из мартенсита выделяются фазы в виде высокодисперсных частиц: метастабильная α-Мо и стабильные α-Cr и R.

Рисунок 2. Зависимость суммарного количества интерметаллических фаз Qф, образующихся в мартенсите, от температуры старения в течение 2 ч (закалка от 1000°С) и области существования α-Cr, α-Мо и R-фазы:

а, б – плавка 3 и 4 соответственно

Таблица 2.

Количество и типы интерметаллических фаз, образующихся при старении мартенсита в Fe–Cr–Ni–Co–Mo-сталях

Плавка	Фазы	Qф, % (масс.)	Crф, % (ат.)
1	α-Cr + α-Мо	0,20	–
2	α-Cr + α-Мо + R	0,55	65
	α-Cr + R	2,50
3	α-Cr + α-Мо + R	0,75	55
	α-Cr + R	1,3
4	α-Cr + α-Мо + R	1,0	68

Обозначения: Qф – суммарное количество интерметаллидных фаз; Crф – относительное содержание хрома в сумме фаз.

Примечание. В числителе приведены данные для фаз, образующихся в процессе старения при 500°С, в знаменателе – при 550°С.

Известно, что распад Fe–Мо-сплавов при нагреве начинается с расслоения на два твердых раствора – обедненного и обогащенного молибденом. Это соответствует термодинамическим расчетам, показывающим, что межатомное взаимодействие железа и молибдена имеет тип «расслоения» [7]. Результатом усиления расслоения в паре Fe–Мо является увеличение в размерах микросегрегаций молибдена, представляющих собой образование, которое пассивируется при электрохимическом изолировании и идентифицируется при фазовом анализе. При повышении температуры старения вместо метастабильной фазы образуется интерметаллическое соединение, в котором молибден является фазообразующим элементом, – R-фаза общего состава MoтCrр(Fe,Со,Ni)n.

Фаза α-Cr является результатом расслоения твердого раствора в системе Fe–Cr. Температурный интервал существования этой фазы в присутствии кобальта расширен, она обнаруживается и после старения при 550°С наряду с R-фазой (табл. 2).

При увеличении содержания кобальта переход от метастабильной фазы α-Мо к стабильной R-фазе, в которой молибден является главным фазообразующим элементом, интенсифицируется (рис. 2): при 550°С в плавке 3 (~2% Со) фазовый переход (α-Мо→R) еще не завершен, а в плавке 4 (~6% Со) образуется только R-фаза. Причиной подобного эффекта является