Термическое старение

Термическое (закалочное) старение сплавов связано с переменной растворимостью избыточной фазы, а упрочнение при старении происходит в результате дисперсионных выделений при распаде пересыщенного твёрдого раствора и возникающих при этом внутренних остаточных напряжений^[1].

При ускоренном охлаждении с температуры в диапазоне 650—700 °С (например, при сварке, охлаждении тонкого листа после прокатки и т. д.) в низкоуглеродистой стали задерживается выделение третичного цементита и при комнатной температуре образуется пересыщенный α-раствор (феррит и/или мартенсит). При последующей выдержке стали при температуре 50—150 °С происходит распад твёрдого раствора с выделением третичного цементита (ε-карбида) в виде дисперсных частиц^[3].

В ходе старения стали может быть иметь место и выделение нитридов железа из твёрдого раствора. Что касается высокоуглеродистых сталей, то при их старении не наблюдается самостоятельное выделение ε-карбида за счёт зародышевого воздействия большого количества цементитных частиц, которые образовались при перлитном превращении^[4][5].

При термическом старении повышаются прочность и твёрдость, но одновременно резко снижается ударная вязкость и повышается порог хладноломкости. Повышение прочности при термическом старении связано с тем, что выделившиеся из феррита карбиды, нитриды и другие фазы создают препятствия для движения дислокаций^[4].

В сталях возможно также термодеформационное старение, т. е. одновременное протекание как термического, так и деформационного старения^[4].