ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние легирования на процессы при отпуске и на дисперсионное твердение из "Инструментальные стали и их термическая обработка Справочник " Эти процессы перекрывают друг друга границы их температур, их интенсивность изменяются в зависимости от скорости нагрева до температуры отпуска. [c.105] Температурные интервалы этих процесов для легированных инструментальных сталей изменяются, отдельные стадии (2-я и 4-я) выпадают или же вновь проявляются после новой стадии — дисперсионного твердения, протекающего при 500—650° С. [c.105] На рис. 99 даны кривые содержания углерода в мартенсите различных сталей в зависимости от температуры отпуска. Так, при 150° С после тепловой выдержки в течение 1 ч мартенсит содержит 0,5%, а при 200°С 0,3%С эта величина с увеличением времени отпуска существенно не изменяется (рис. 100). Распад мартенсита, диффузия атомов углерода также в сильной мере зависят от температуры. Полупериод распада мартенсита при 20° С оценивается в 10 лет, при 40° С — в 2,5 мес, при 60° С — в 3 мес, при 100° С — в 1 ч, при 160° С — в 1 мин. [c.105] С уменьшением содержания углерода в мартенсите искаженность решетки уменьшается, тетрагональная ячейка ее превращается в приблизительно правильную кубическую систему. В результате этого удельный объем и размеры стали сокращаются. [c.105] ТИТ будет иметь ромбическую (а=4,05А 6 = 4,95 А с=7,05А) решетку. [c.105] Микроскопическая структура отпущенного при низкой температуре мартенсита такая же игольчатая, как и до отпуска, только несколько более темная. [c.107] Этот процесс сопровождается увеличением удельного объема и уменьшением вязкости. В высокоуглеродистых или легированных сталях, в структуре которых в большом количестве присутствует остаточный аустенит, это превращение компенсирует или даже превышает снижение твердости, вызываемое распадом мартенсита (см. рис. 102, 1,4% С). Возникающие в ходе превращения продукты такие же, какие образуются при отпуске мартенсита или получаются в процессе изотермического бейнитного превращения аустенита. [c.107] В присутствии легирующих элементов температура 2-й стадии повышается (рис. 103 и 104). Под влиянием отпуска намагниченность насыщения сталей возрастает. Температуру превращения в наибольшей мере повышают Мп, Сг, Si, в наименьшей Ni, Мо, V и Си. [c.107] Процесс лимитируется скоростью диффузии атомов углерода, которая в зависимости от температуры изменяется согласно уравнению. [c.108] Это выражение показывает, как соотносятся температура и время, необходимые для достижения какого-либо определенного состояния, например при заданных значениях твердости, предела текучести и т. д. р — это параметр, которым задаются для получения того или иного уровня какого-то свойства стали. [c.109] Если параметр р один и тот же, то изменение в стали (в сплаве), вызванное нагревом в различных условиях, ведет к одинаково1У у изменению в структуре, твердости, предела текучести. Благодаря этому открывается возможность для построения обобществленной кривой твердости (предела текучести) стали, отпущенной при различных температурах и в течение различных периодов (рис. 106). [c.109] Дисперсионное твердение. При отпуске закаленных легированных сталей в зависимости от качества и количества легирующих в области температур 500—650° С протекает процесс, связанный со значительным повышением твердости (рис. 107). Аналогичное явление наблюдается также и при старении сильнопересыщенных твердых растворов некоторых сплавов (мартенситно-стареющая сталь, сплавы А1—Си) (рис. 108). [c.109] Из-за различий в межатомных расстояниях решетки зон и раствора сильно искажены, деформированы вокруг зон возникают поля напряжений, оказывающие сильное противодействие скольжению дислокаций. Возрастают твердость, упругость и предел текучести стали. [c.109] Если принять, что выделения имеют какую-то определенную геометрическую форму, то их размер и среднее расстояние между ними связаны величиной объемной доли выделившейся фазы. Чем меньше размер выделения, тем меньше и расстояния между выделениями. [c.111] Причина дисперсионного твердения заключается в том, что зоны (выделения) второй фазы препятствуют перемещению дислокаций. [c.111] Если температура и имеющееся в распоряжении время делают возможной дальнейшую диффузию, то зоны начинают расти и образуются видимые под микроскопом выделения. Когда размеры зоны уже настолько велики (т. е. становятся критическими) для того, чтобы выигрыш в свободной энергии компенсировал энергетические затраты, необходимые для образования поверхности выделения , то происходят разрыв, размежевание решеток матрицы и выделения, т. е. теряется когерентность и образуется карбид или химическое соединение данного состава. Этот процессе в узком смысле этого слова является выделением самостоятельной (второй) фазы. [c.111] Критическое напряжение скольЖёния, необходимое для продавли-вания дислокаций между препятствиями х СтЬ/1, где I — свободная длина пути дислокаций, половина расстояния между препятствиями. [c.112] Выделения в дефектных, искаженных частях решетки мартенвита или другого твердого раствора, в местах, содержащих дислокации, образуются легче и быстрее. Поэтому процессу выделения, увеличению твердости содействует предварительная пластическая деформация, вызванная термомеханической обработкой (рис. 114—116) . [c.113] Свойства инструментальных сталей складываются из свойств отдельных фаз и элементов структуры стали. Пропорционально количеству растворенных легирующих компонентов растут твердость и предел текучести твердого раствора (матрицы). Чем больше разность атомных радиусов Fe и легирующих компонентов, тем больше это влияние (рис. 116), к которому добавляется воздействие, оказываемое изменением механизма превращения (например. Вместо перлитного бейнитное или мартенситное превращение и т. д.). Углерод, азот, бор и другие легирующие компоненты, растворенные в железе путем внедрения, более эффективно повышают твердость и предел текучести стали, но в то же время ухудшают ее вязкость в противоположность металлическим легирующим компонентам, растворяющимся путем замещения (рис. 117). Однако металлические легирующие компоненты расширяют условия термической обработки сталей. [c.113] Вернуться к основной статье