Виділення альфа-фази

Як буде показано нижче, дисперсійне твердіння в феритних нержавіючих сталях може розвиватися за умови спеціального їх легування. У більшості феритних нержавіючих сталей стандартних марок виділення карбідів і нітридів збільшують міцність, зменшуючи, однак, при цьому ударну в'язкість і пластичність. Виділення карбідів по межах феритних зерен може також привести до охрупчіванію. Охрупчивание, що викликається карбідом хрому, може бути зменшено шляхом стабілізації стали титаном або ніобієм, проте нагрівання таких сталей може викликати виділення TiC або NbC, які в свою чергу знижують позитивний ефект, одержуваний від стабілізуючої обробки. Зміцнення, що викликається виділеннями альфа-фази, що представляє собою багатий хромом твердий розчин, при температурах порядку 400 ... 500 градусів обумовлює розвиток добре відомої крихкості при 475 градусах.

Високохромисто феррит за своєю природою крихкий, але, крім цього, стали з 17 ... 25% хрому проявляють схильність до крихкості при 475 градусах після нагрівання в інтервалі температур 400 ... 550 градусів. Це охрупчивание знижує пластичність і особливо помітно погіршує опір удару. Розвиток крихкості при 475 градусах обумовлено виділенням когерентних часток високохромисто альфа-фази внаслідок розшарування твердого розчину в системі Fe-Cr.

Область розшарування твердого розчину вперше описана Вільямсом, теоретично доведена. Альфа-фаза утворюється шляхом спінодального розпаду і спостерігається у вигляді дисперсних сферичних зон, які при високих температурах перетворюються в диски з габитусов, паралельним площині фериту. Ефект виділення і пов'язане з ним охрупчивание різкіше виявляються зі збільшенням вмісту хрому.

Стверджують, що при дуже низькому вмісті елементів впровадження розвиток крихкості при 475 градусах сповільнюється, але не усувається. Причиною цього можуть бути нечисленні кластери атомів хрому, соединяющейся з атомами вуглецю і азоту, щоб утворити зародки (ядра) зон, багатих хромом.

У високохромистих феритних сталях може утворюватися дельта-фаза, яка помітно охрупчиваются сплав. Охрупчивание може зустрічатися в промислових сталях, за змістом хрому не потрапляють до область існування дельта-фази на рівноважної діаграмі, під впливом молібдену і титану, що сприяють утворенню типу Хі-фаз або прискорюють утворення дельта-фази.

В аустенітних нержавіючих сталях також утворюється дельта-фаза, але вони не схильні до крихкості при 475 градусах.