Основные превращения в стали
Перегрев стали –интенсивный рост зерен аустенита при нагреве выше 900 °С. При последующем охлаждении укрупненного аустенита образуются крупные пластинчатые или игольчатые кристаллы феррита – видманштеттова структура, котораяхарактеризуется пониженными механическими свойствами. Перегрев исправляют повторным нагревом до оптимальных температур с медленным охлаждением. Пережог – окисление границ зерен при нагреве стали близко к температуре плавления. Пережог – неисправимый брак. 2. Диффузионное превращение аустенита в перлит имеет место при малой степени переохлаждения и связано с диффузией углерода, растворенного в Feg. Кинетика диффузионного превращения описывается диаграммой изотермического превращения аустенита, которая экспериментально строится обычно по изменению магнитных свойств в координатах «температура – время» (см. рис. 5.3).
Две кривые, напоминающие по форме букву «С», показывают начало (кривая 1) и окончание (кривая 2) превращения аустенита в другие структуры. При температурах t 1– t 3 точки Н1–Н3 соответствуют началу превращения, точки К1–К3 – окончанию. Слева от линии 1 расположена область переохлажденного аустенита. Как видно из диаграммы, время существования аустенита при температурах ниже A 1 различно и зависит от степени переохлаждения. Минимальная устойчивость аустенита проявляется при температуре порядка 550 °С: время до начала превращения составляет всего 1 секунду. Справа от линии 2 – область продуктов пре
Перлит (D = 0,7–1,3 мкм) образуется при переохлаждении до температуры 650–700 °С (см. рис. 5.3) или при охлаждении со скоростью V = 30–50 °С/с. Твердость 180–250 НВ. Сорбит (по имени английского ученого Сорби) (D = 0,25 мкм) образуется при переохлаждении до температуры 600–650 °С или охлаждении со скоростью V = 60–80 °С/с. Структура характеризуется высокой пластичностью и ударной вязкостью, достаточной упругостью и прочностью. Твердость до 350 НВ.
Механические свойства продуктов распада аустенита зависят не только от размеров зерен. Определяющее влияние оказывают плотность генерируемых при охлаждении дислокаций и уровень остаточных (термических и фазовых) внутренних напряжений. От их значений зависит интенсивность работы источников Франка–Рида, т. е. плотность генерируемых дислокаций. Термические напряжения возникают при изменении температуры, фазовые– в процессе превращения аустенита в другие структуры. Эти напряжения обусловлены разницей удельных объемов аустенита и продуктов его распада. Они тем выше, чем больше скорость превращения, т. е. скорость изменения температуры (охлаждения). Аустенит обладает минимальным удельным объемом. Далее в порядке увеличения удельного объема следуют перлит, сорбит, троостит, бейнит и мартенсит. По мере увеличения скорости охлаждения уровень внутренних напряжений возрастает, что приводит к увеличению плотности дислокаций и соответственному повышению прочности и уменьшению пластичности. Таким образом, перлит, сорбит и тростит должны иметь возрастающие плотности дислокаций, порядка 107, 108 и 109 см–2. 3. Бездиффузионное превращение аустенита в мартенсит (по имени немецкого ученого Мартенса) имеет место при высокой степени переохлаждения (см. рис. 5.3), когда процессы диффузии углерода подавлены. Горизонтальные линии МН и МК на рис. 5.3 показывают начало и конец бездиффузионного превращения аустенита вмартенсит. Минимальная скорость охлаждения V К,при которой аустенит переохлаждается до температуры МН без диффузии углерода и превращается в мартенсит, называется критической скоростью. При такой скорости охлаждения диффузионные процессы не успевают пройти: переохлажденный аустенит претерпевает бездиффузионное полиморфное превращение Feg®Fea, которое не сопровождается перераспределением атомов углерода. Весь углерод аустенита остается в решетке Fea. Кубическая решетка искажается и превращается в тетрагональную. Образуется мартенсит – пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в Fea. Искажение решетки характеризуется тетрагональностью (с / а > 1), пропорциональной содержанию углерода. При искажении решетки железа атомами углерода возникают большие напряжения. Следствие компенсации напряжений – большая плотность дислокаций и высокая твердость мартенсита (до 65 HRC).
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|