ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Превращения в стали при нагреве и охлаждении из "Материаловедение и технология конструкционных материалов " Образование аустенита — типичный кристаллизационный процесс, который обеспечивает перестройку а-же-леза в у-железо и растворение углерода в у-железе. [c.112] Для получения однородного аустенита необходимо увеличить температуру нагрева либо Выдержку при данной температуре. Первоначально образовавшиеся при температуре участки аустенита растут до тех пор, пока выше точки Л з полностью не исчезнет феррит или цементит. Следовательно, для завершения превращения в стали при перекристаллизации ее необходимо нагреть на 30-50 °С выше критических точек А и Л , (рис. 4.1) и выдержать при этой температуре нужное время. [c.112] При дальнейшем нагреве выше критических точек и происходит рост аустенитных зерен. Рост зерна аус-тенита при нагреве стали оказывает большое влияние на результаты термообработки, главным образом закалки. Размер зерна при комнатной температуре, который получен в стали в результате того или иного вида термической обработки, называют действительным зерном. Размер действительного зерна зависит от размера зерна аустенита. Обычно чем крупнее зерно аустенита, тем крупнее действительное зерно. Сталь с крупным действительным зерном имеет пониженный предел прочности, пониженную ударную вязкость и склонность к образованию трещин, поэтому при термообработке всегда стремятся к получению мелкого зерна. По склонности к росту аустенитного зерца при нагреве все стали делят на наследственно мелкозернистые и наследственно крупнозернистые. В наследственно крупнозернистых сталях размер зерна быстро увеличивается даже при небольшом нагреве выше критических точек. В наследственно мелкозернистых сталях при значительном нагреве сохраняется мелкое зерно. На процесс роста зерен в углеродистой стали оказывают влияние температура и продолжительность нагрева, содержание углерода в стали, способы раскисления, применяемые при выплавке стали. Кипящие стали являются, как правило, наследственно крупнозернистыми, а спокойные — наследственно мелкозернистыми. Введение легирующих элементов, за исключением марганца, тормозит рост зерен аустенита при нагревании. Наиболее энергично тормозят рост зерна карбидообразующие элементы титан, ванадий, вольфрам, молибден и хром. Наследственно мелкозернистые стали позволяют использовать расширенный интервал закалочных температур и облегченные условия нагрева стали. [c.113] Диаграмма изотермического превращения аустенита эвтектоидной стали (схема). [c.114] Обычно изучают изотермическое превращение аусте-нита (нроисходящее при выдержке при постоянной температуре) для эвтектоидной стали. Влияние температуры на скорость и характер превращения представляют в виде диаграммы изотермического превращения аустени-та (рис. 4.2). Диаграмма строится в координатах температура — логарифм времени. Выше температуры 727°С на диаграмме находится область устойчивого аустенита. Ниже этой температуры аустенит является неустойчивым и превращается в другие структуры. Первая С-образ-ная кривая на диаграмме соответствует началу превращения аустенита, а вторая — его завершению. При небольшом переохлаждении — приблизительно до 550°С происходит упомянутое выше диффузионное перлитное превращение. В зависимости от степени переохлаждения образуются структуры, называемые перлит, сорбит и тростит. Это структуры одного типа — механические смеси феррита и цементита, имеющие пластинчатое строение. Отличаются они лишь степенью дисперсности, т.е. толщиной пластинок феррита и цементита. Наиболее крупнодисперсная структура — перлит, наиболее мелкодисперсная — тростит. По мере увеличения степени дисперсности структур изменяются и механические свойства стали—возрастают твердость и прочность и уменьшаются пластичность и вязкость. Твердость перлита составляет 180-250 НВ, сорбита 250-350 НВ и тростита 350-450 НВ. В отличие от перлита, сорбит и тростит могут содержать углерода больше или меньше 0,8 %. [c.115] Горизонтальная линия диаграммы соответствует началу превращения аустенита в мартенсит, а линия — завершению этого процесса. Мартенситное превращение происходит с очень высокой скоростью, так как оно является бездиффузионным и его скорость определяется скоростью полиморфного превращения у-железа в а-же-лезо. [c.116] Положение точек начала и завершения мартенситно-го превращения зависит от содержания углерода. С увеличением количества углерода температуры и снижаются. Для эвтектоидной стали они составляют 240 и -50 °С соответственно. Если же эвтектоидную сталь охладить до комнатной температуры, то кроме мартенсита в ней будет присутствовать некоторое количества аустенита. При отсутствии немедленного дальнейшего охлаждения этот аустенит становится более устойчивым, при последующем охлаждении через некоторое время его превращение в мартенсит затруднено. Аустенит, сохраняющийся в структуре стали, называется остаточным. Небольшое количество остаточного аустенита находится в стали и после непрерывного охлаждения ниже точки М . [c.116] Диаграмма изотермического превращения аустенита может быть использована при рассмотрении превращений аустенита не только при изотермической выдержке, но и при непрерывном охлаждении. В зависимости от скорости охлаждения будут образовываться различные структуры. При очень медленном охлаждении образуется перлит. По мере повышения скорости охлаждения будут получаться сорбит и тростит. Бейнит при непрерывном охлаждении обычно не образуется. При очень быстром охлаждении образуется мартенсит. [c.117] Вернуться к основной статье