Wirkung von Legierungselementen auf die Phasenumwandlung von Stahl während des Erhitzens und Abkühlens

Die Hauptfestphasenumwandlung von Stahl während des Erhitzens ist die Umwandlung von der nicht-austenitischen Phase in die austenitische Phase, d. h. der Austenitisierungsprozess. Der gesamte Prozess hängt mit der Kohlenstoffdiffusion zusammen. Unter den Legierungselementen verringern nicht karbidbildende Elemente die Aktivierungsenergie von Kohlenstoff in Austenit und erhöhen die Rate der Austenitbildung; Die starken karbidbildenden Elemente behindern jedoch stark die Diffusion von Kohlenstoff in Stahl und verlangsamen den Austenitisierungsprozess erheblich.

Die Phasenumwandlung während der Stahlkühlung bezieht sich auf die Zersetzung von unterkühltem Austenit, einschließlich Perlitumwandlung (eutektoide Zersetzung), Bainitumwandlung und Martensitumwandlung. Um nur die Wirkung von Legierungselementen auf die isotherme Umwandlungskurve von unterkühltem Austenit als Beispiel zu nehmen, spielen die meisten Legierungselemente außer Kobalt und Aluminium eine Rolle bei der Verlangsamung der isothermen Zersetzung von Austenit, aber jedes Element spielt eine andere Rolle. Der Einfluss von nicht karbidbildenden Elementen (wie Silizium, Phosphor, Nickel, Kupfer) und einer geringen Menge karbidbildender Elemente (wie Vanadium, Titan, Molybdän, Wolfram) auf die Umwandlung von Austenit in Perlit und Bainit ist nicht unterschiedlich, Die Transformationskurve bewegt sich also nach rechts.

Wenn der Gehalt an karbidbildenden Elementen (wie Vanadium, Titan, Chrom, Molybdän, Wolfram) groß ist, wird die Umwandlung von Austenit in Perlit erheblich verzögert, aber die Umwandlung von Austenit in Bainit wird nicht wesentlich verzögert. Daher werden die isothermen Transformationskurven dieser beiden Transformationen von der "Nase" getrennt und bilden zwei C-Formen.