(0 Голосов)

Аустемперинг (изотермическое превращение аустенита, или (применительно к стали) бейнитизация) – это особая технология термической обработки чёрных металлов, прежде всего стали и ковкого чугуна, при которой в стали образуется бейнитная микроструктура, в то время как в ковких чугунах – структура, состоящая из игольчатого феррита и высокоуглеродистого стабилизированного аустенита, известного как аусферрит.

Эта технология используется главным образом для улучшения механических свойств или уменьшения/устранения деформации заготовок.

Вид аустемперинга определяется и технологическим процессом, и получаемой микроструктурой материала.

В случае применения типичных параметров этого процесса к технологически несовместимому металлу образование бейнита или аусферрита не происходит, поэтому полученный на выходе материал нельзя считать продуктом аустемперинга. Правда, обе вышеназванные микроструктуры (бейнитная и феррито-аусферритная) могут быть получены и другими методами, к примеру, методом литья или воздушного охлаждения с использованием должного легирования исходного материала. Однако полученные при этом конечные материалы также не считаются продуктами изотермического превращения аустенита.

История

Явление аустемперинга (бейнитизации) стали было открыто в 1930-е годы американскими металлургами Эдгаром Бейном и Эдмундом Дэвенпортом, которые в то время работали на компанию United States Steel Corporation.

Бейнит должен был обнаружиться в сталях задолго до признанной даты его открытия, однако не был идентифицирован в связи с ограниченностью существовавших тогда методов металлографии и тем, что при использовании тогдашних технологий термообработки происходило образование смешанных микроструктур. Стечение обстоятельств подтолкнуло Бейна к идее исследовать изотермические фазовые превращения. Это произошло тогда, когда стала обретать всё более ясное понимание природа аустенита и более высокотемпературных фаз стали, и уже было известно, что аустенит может сохраняться при комнатной температуре. Позже через свои контакты в компании American Steel and Wire Company, Бейн узнал об использовании изотермических превращений в промышленности и приступил к новым экспериментам.

Сделанное Бейном и Дэвенпортом открытие новой микроструктуры, «игольчатого агрегата тёмного, как после травления, цвета», положило начало дальнейшему исследованию изотермического превращения сталей. Было установлено, что «при той же твёрдости» эта микроструктура была «жёстче, чем темперированный мартенсит».

Бейнитная сталь не сразу нашла широкое коммерческое применение. Дело в том, что в то время общепринятая практика термообработки базировалась на методах непрерывного охлаждения и была неспособна создавать полностью бейнитные микроструктуры. Спектр существовавших тогда сплавов обеспечивал получение либо смешанных микроструктур, либо микроструктур с избыточным количеством мартенсита.

Появление в 1958 году низкоуглеродистых сталей, содержащих бор и молибден, позволило производить полностью бейнитную сталь методом непрерывного охлаждения. Таким образом, коммерческое использование бейнитной стали явилось результатом развития новых методов термообработки, которые были дополнены этапом выдерживания заготовки при фиксированной температуре в течение периода времени, достаточного для совершения превращения, общеизвестного как аустемперинг.

Одной из первых областей применения бейнитизированной стали стало изготовление винтовочных затворов в годы Второй мировой войны. Высокая ударная вязкость, возможная при больших значениях твёрдости, и относительно небольшая площадь сечения заготовок сделали эту сталь идеальной для такого применения.

В течение последующих десятилетий технология аустемперинга произвела революцию в производстве пружин, а затем обойм и хомутов.

Со временем бейнитизированная сталь проложила себе дорогу в автомобильную промышленность, и одной из первых сфер её применения стало производство критически важных компонентов безопасности моторных транспортных средств.

Большинство кронштейнов крепления автомобильных сидений и компонентов ремней безопасности изготавливается из бейнитизированной стали, благодаря её высокой прочности и пластичности. Во время дорожно-транспортного происшествия эти свойства позволяют ей поглощать значительно больше энергии без риска хрупкого разрушения.

Кроме того, в настоящее время бейнитизированная сталь также используется для изготовления подшипников, ножей газонокосилок, шестерней коробок переключения передач и зубьев борон для аэрации газона.

Во второй половине 20-го века началось коммерческое применение процесса аустемперинга к чугунам. Первым таким материалом в начале 1970-х годов был аустемперированный ковкий чугун (англ.: ADI), и с тех пор его изготовление переросло в крупное промышленное производство.

Наиболее заметная разница между аустемперингом и традиционной закалкой с отпуском состоит в наличии дополнительного этапа выдерживания заготовки при температуре закалки в течение увеличенного периода времени.