OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 3 2026 303 MATERIAL SCIENCE Многие исследователи считают, что метод дифракции отраженных электронов EBSD способен дать более точную картину по остаточному аустениту в цементированном слое по сравнению с оптическим методом и рентгеновской дифракцией. Однако это не так, и метод EBSD имеет еще больше ограничений, чем представленные выше два метода [53, 54]. Первое – это размеры: очень небольшие размеры образца (не более 5 мм сторона квадрата) и толщина образца не более 1 мм. В добавление к этому сама сьемка проводится на еще меньшей площади образца (строится карта площадью не более 100 мкм), т. е. это локальная нерепрезентативная выборка. Если еще учесть, что в нашем случае возможно неравномерное распределение мартенсита и остаточного аустенита (см. рис. 8) в площади картирования, то этот метод с точки зрения количественных значений нам ничего не дает. Авторы [53] отмечают, что возможно строить карты и больше 100 мкм, но это увеличивает время сьемки до 24…120 часов. Второе требование – по шероховатости поверхности: высота неровностей не более 100 нм [53, 54]. И третье, самое важное для нашего случая определения остаточного аустенита: для получения четких точек идентификации при картировании необходимо устранить остаточные напряжения в цементированном слое путем отпуска или отжига [53, 54], так как при наличии напряженного состояния на поверхности и в поверхностном слое дифракционная картина не будет формироваться по причине нарушения физической сущности метода EBSD, заключающегося в том, что электроны дифрагируют на плоскостях кристаллической решетки и формируют на детекторе уникальные узоры (линии Кикучи), а если кристаллическая решетка сильно искажена, то не происходит дифракции и линии Кикучи не формируются на детекторе. Карта сьемки не формируется и вместо идентификации типа кристаллической решетки получаются сплошные темные точки. Для снятия остаточных напряжений после термообработки рекомендуется высокий отпуск или отжиг [1, 2]. В нашем случае это недопустимо. Известно [1, 2], что остаточный аустенит уже находится в состоянии сильного сжатия после обычной закалки. Это происходит потому, что домены остаточного аустенита «инкапсулированы» между мартенситными доменами и подвергаются сжимающему напряжению в результате положительного изменения объема при превращении остаточного аустенита в мартенсит. Важное дополнение, что частицы остаточного аустенита размером менее 0,2 мкм не могут быть проиндексированы методом EBSD [53]. Следовательно, количество остаточного аустенита, изображенное на фазовых картах, недооценивается. Кроме того, размер мартенсита измеряется в соответствии с различными ориентациями мартенсита на обратных полюсных диаграммах (IPF). С учетом сказанного выше данные, полученные в нашей работе методом рентгеновской дифракции (XRD), достоверны с учетом апробированного используемого метода, который имеет погрешность измерения остаточного аустенита до 0,1 % [37, 39, 41, 46, 48, 49]. В табл. 6 представлены данные по содержанию остаточного аустенита в цементированном слое для разного состава паст, содержащих графит, при следующих режимах обработки: скорость 3 мм/с, мощность лазерного излучения 1 кВт. Как правило, в мартенситной микроструктуре высокоуглеродистых сталей или цементированных сталей с содержанием углерода 0,8 масс. % может сохраняться 30 об. % или более аустенита [2]. Содержание углерода в поверхностном слое стали 20 после лазерной цементации от состава пасты (см. табл. 2) показывает нам, что углерода на поверхности может быть от 0,8 до 2,2 %. Данные табл. 6 не противоречат результатам, полученным при традиционных способах цементации [2]. Проведенная нами криогенная обработка образцов после лазерной цементации показала положительные результаты (рис. 13.) Известно, что традиционная закалка обычно проводится при температуре окружающей среды, что приводит к сохранению части остаточного аустенита в закаленном слое. С другой стороны, при криогенной обработке из-за объемного расширения, происходящего при превращении аустенитной фазы в «новую мартенситную» фазу, непреобразованный остаточный аустенит испытывает состояние сжимающего гидростатического давления во всех направлениях, что затрудняет дальнейшее превращение [55–59].
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1