Крупнозернистость

Описание. Для каждой марки стали нормальная структура характеризуется определенной (небольшой) величиной зерна. При образовании грубого зерна размер его во всем объеме или в отдельных участках существенно превышает эту величину. Поверхность разрушения имеет вид грубозернистого блестящего (кристаллического) излома. В микроструктуре при соответствующем увеличении наряду с мелкими зернами наблюдается большое число крупных зерен.
Кроме того, после закалки можно обнаружить крупнокристаллическую структуру мартенсита (крупные иглы), а после улучшения — неравномерную   структуру.
Причины возникновения. Несоблюдение заданной технологии прокатки, ковки, отжига пли закалки, например: слишком высокая температура (перегрев); слишком длительный нагрев (излишне длительная выдержка); слишком медленное охлаждение; слишком высокая температура конца прокатки или ковки; слишком высокая температура рекристаллизационного отжига; отжиг после критической степени холодной деформации.
Крупнозернистая исходная структура перед закалкой.
Предупреждение. Соблюдение заданной технологии прокатки, ковки, отжига или закалки (температуры, продолжительности выдержки, скорости нагрева и охлаждения).
Выбор оптимальной температуры нормализации для получения мелкозернистой структуры определяется прежде всего составом стали; эта температура для доэвтектондных сталей должна быть несколько выше верхней критической точки Аса, для заэвтектоидной стали — выше нижней критической точки Ас1. Перед закалкой заэвтектоидных сталей рекомендуется для достижения тонкой структуры, а также предотвращения грубых скоплений карбидов проводить нормализацию.
Устранение. Повторная нормализация и, например для поковок, повторная ковка при оптимальной температуре начала деформации и при возможно более низкой температуре конца ее; последующее использование поковок для изготовления изделий других размеров. В некоторых случаях возможно применение значительной холодной деформации (большое уменьшение поперечного сечения) с последующей правильно выбранной термической обработкой (например, в случае изготовления холоднокатаных и холоднотянутых труб).
При очень крупнозернистой исходной структуре, например в крупных поковках, после однократной нормализации зерно остается еще слишком крупным, и поэтому необходимо предусмотреть повторную или многократную нормализацию (перекристаллизацию) с целью измельчения зерна.
Если одновременно с крупнозернистостыо наблюдается пережог, то устранение дефекта невозможно; изделие бракуется.
Примечание. Крупнозернистость уменьшает вязкость стали, и поэтому ее следует избегать. Для улучшения обрабатываемости низкоуглеродистых сталей и повышения магнитных свойств электротехнических сталей стремятся к получению крупного зерна (нагрев для получения крупного зерна, рек-ристаллизационный отжиг после холодной деформации на критическую степень).

Крупнозернистость в прутковом материале
Крупнозернистая структура после нормализации
Мелкозернистая структура после нормализации. х 100
Крупное зерно, образовавшееся в стали, ковка которой была закончена при слишком
Мелкозернистая структура ( низкая температура конца ковки).х100

Источник: Атлас дефектов стали. Пер. с нем. М. "Металлургия", 1979.