ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Классификация сталей но прокаливаемое из "Прокаливаемость стали " Работая над вторым изданием книги, автор стремился рассмотреть возможно более широкий круг вопросов, относящихся к проблеме прокаливаемости. С этой целью в книгу введены новые главы и разделы. Это гл. I Физические основы прокаливаемости стали. Классификация сталей по прокаливаемости , пп. 2, 3, 7 и 9 гл. II, в которых рассмотрены влияние легирования комплексом элементов, колебаний химического состава, скорости кристаллизации стали при затвердевании и химической микронеоднородности твердого раствора на прокаливаемость стали соответственно, гл. III Пути управления прокаливаемостью и п. 5 гл. IV, в котором рассмотрен метод определения прокаливаемости путем моделирования реальных условий охлаждения крупных поковок. [c.4] При подборе материала и его расположении автор стремился сохранить более или менее обоснованную последовательность. [c.4] ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОКАЛИВАЕМОСТИ СТАЛИ. [c.5] Из понятия прокаливаемости следует, что процессы, ее определяющие, непосредственно связаны с явлениями, протекающими в твердом растворе до закалки и при закалке стали. Следовательно, прокаливаемость стали определяется устойчивостью переохлажденного аустенита. Устойчивость аустенита количественно характеризуется диаграммами изотермического распада переохлажденного аустенита (при постоянной температуре) и термокинетическими диаграммами (при непрерывном охлал дении). Величина прокаливаемости стали находится в определенной связи с расположением областей устойчивости пе-реохлаледенного аустенита на диаграммах распада (рис. I). [c.5] В зависимости от состава стали диаграммы изотермического распада имеют одну или две температурные области минимальной устойчивости аустенита — в перлитной и промежуточной областях. Факторы, определяющие устойчивость переохлажденного аустенита в указанных областях, определяют и прокаливаемость стали. [c.5] Перлитное превращение протекает в верхней температурной области. Как и всякий кристаллизационный процесс, происходящий в твердом состоянии при переохлаждении, это превращение совершается путем зарождения центров превращения и последующего роста кристаллов новой фазы. Поэтому перлитное превращение определяется двумя параметрами скоростью зарождения центров превращения с. з. ц. (мм -с ) и линейной скоростью роста кристаллов из этих центров л. с. р. (мм с ) [1]. [c.5] Движущей силой перлитного превращения является стремление переохлажденного аустенита к состоянию с наименьшей энергией. Таким состоянием при переохлаждении в верхней температурной области (см. рис. 1) обладает перлит. [c.5] При температуре аустенит и перлит находятся в термодинамическом равновесии и этого превращения не происходит. ]Хля того чтобы перлитное превращение началось, необходимо аустенит переохладить ниже А . [c.5] Поскольку перлит — это смесь кристаллов феррита и цементита, ведущей фазой в процессе его образования может быть либо феррит, либо цементит. Большинство исследователей считают ведущей фазой цементит. [c.5] Таким образом, чтобы превращение переохлажденного аустенита в перлит началось и получило развитие, необходимо обеспечить условия, благоприятствующие не только образованию центров кристаллизации, но и последующему росту кристаллов цементита из этих центров. [c.5] Образование зародыша критического размера требует затраты значительной энергии (около Vg поверхностной энергии). Энергия, необходимая для совершения работы образования зародыша цементита критического размера в замкнутой физико-химической системе, может возникнуть только вследствие флуктуации энергии. [c.6] Указанное превышение энергии, возникающее в группах атомов, подчиняется закономерностям статистической физики. Оно называется флуктуацией энергии. [c.6] Поскольку цементит существенно отличается от аустенита по составу, для образования критического зародыша цементита необходимо появление в аустените объемов, имеющих состав, соответствующий составу цементита. Такие объемы могут появиться только вследствие флуктуации концентрации. [c.6] Таким образом, критическим зародышем цементита является объем, состоящий из группы атомов, возникший в переохлажденном аустените вследствие флуктуаций и имеющий размер не меньше критического запас энергии не ниже определенного уровня состав, соответствующий составу цементита. [c.6] Размер критического зародыша и (особенно) работа его образования уменьшаются с увеличением степени переохлаждения аустенита. Поэтому чем больше степень переохлаждения аустенита, тем меньшая по уровню энергии и объему необходима флуктуация, служащая зародышем цементита, и тем больше таких флуктуаций. Вследствие этого с увеличением степени переохлаждения аустенита возрастает число критических зародышей цементита, образующихся в единицу времени в единице объема. Иными словами, с. з. ц. зависит от степени переохлаждения аустенита. От степени переохлаждения зависит также и л. с. р. [c.6] Следовательно, устойчивость переохлажденного аустенита обусловлена степенью переохлаждения по мере снижения температуры перлитного превра-. щения устойчивость аустенита уменьшается. При температуре —550 С переохлажденный аустенит эвтектоидной стали обладает наименьшей устойчивостью. [c.6] В качестве меры устойчивости аустенита принята продолжительность периода от начала изотермической выдержки при соответствующей температуре до появления фиксируемого с помощью соответствующей методики количества перлита. Началом превращения обычно считают момент, к которому образуется заданное количество перлита (например, 0,5 1,0 1,5%). Время от начала выдержки до начала превращения называют инкубационным периодом. [c.6] При температуре, соответствующей изгибу линий начала и конца превращения (см. рис. 1), инкубационный период имеет наименьшую продолжительность. При этой температуре превращение протекает с наибольшей скоростью. [c.6] Это объясняется тем, что рост таких зародышей повлечет за собой увеличение энергии. Это термодинамически не выгодно. [c.6] Снижение устойчивости аустенита и повышение скорости его распада с увеличением степени переохлаяадения определяются физическими процессами, протекающими при перлитном превращении. [c.7] Вернуться к основной статье