ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Способы определения величины зерен аустенита из "Термическая обработка металлов " Способ цементации состоит в том, что образец доэвтектоидной стали цементируется при температуре 920—940° в течение 8 час., не считая времени прогрева, и медленно охлаждается до температуры 600° со скоростью не более 1007час (углеродистые стали) или не более 50°/час (легированные стали). Скорость дальнейшего охлаждения безразлична. Зерна аустенита выявляются по карбидной сетке цементированной части образца. [c.42] Способ выявления аустенитного зерна по карбидной сет-к е состоит в том, что образец заэвтектоидной стали нагревается до той же температуры и выдерживается при этой температуре в течение 3 час., а затем охлаждается до температуры 600° со скоростью 80—100°/час. [c.42] Способ окисления состоит в том, что микрошлиф ка1 ре-вается в печи с окислительной атмосферой при той же температуре в течение 3 час., после чего охлаждается в воде. Зерна аустенита выявляются по сетке окислов после дополнительного шли( ювания, полирования и травления шлифа 15-процентным раствором соляной кислоты в этиловом спирте в течение 2—10 мин. [c.43] Определить величину аустенитного зерна в доэвтектоидных сталях, содержащих 0,3—0,5% углерода, можно также по феррит-нойсетке. [c.43] Величина выявленного тем или иным способом зерна аустенита определяется под микроскопом при увеличении 100 путем сравнения структуры микрошлифа с эталонными шкалами, приведенными в указанном стандарте. Всего установлено 12 номеров зерен (—1,0, 1,2 и т. д. до 10 включительно). [c.43] Очень интересные возможности определения величины аустенитных зерен предоставляет вакуумная металлография. При высоком нагреве стальных шлифов в вакууме (10- —10- мм рт. ст.) происходит испарение атомов с поверхности шлифа, наиболее интенсивное по границам зерен (избирательное испарение), в результате чего четко выявляются границы зерен аустенита. Выявленные таким образом зерна аустенита можно рассматривать на обычном микроскопе после охлаждения шлифа. Но вакуумная металлография позволяет не только производить выявление аустенитных зерен, но и дает возможность непосредственно рассматривать структуру металлов и сплавов при высоких температурах. [c.43] Процесс сфероидизации выражается в том, что пластинки цементита стремятся принять шаровую форму, а процесс коагуляции выражается в постепенном исчезновении мелких зернышек цементита и одновременном укрупнении более крупных. Процессы сфероидизации, коагуляции, протекающие одновременно, объясняются следующим. Зернышки цементита окружены ферритом, способным растворять в себе (правда, в незначительных количествах) углерод. Растворимость углерода в феррите неодинаковая в участках, непосредственно примыкающих к мелким цементитным зернышкам, концентрация углерода всегда получается выше, чем в участках, примыкающих к более крупным зернышкам цементита. Неодинакова растворимость в феррите и различных граней цементитных пластин. Поэтому концентрация углерода в феррите неодинакова, а существование разности концентраций вызывает протекание процесса диффузии углерода от участков, где его концентрация выше (т. е. около мелких зернышек цементита и узких граней пластинок цементита), к участкам, где его концентрация ниже (т. е. около более крупных цементитных зернышек и около широких граней цементитных пластин). Убыль углерода в первых участках феррита восполняется постепенным растворением в феррите мелких зернышек и узких граней цементитных пластин, а повышение концентрации углерода в участках феррита около более крупных зернышек цементита или около широких граней цементитных пластин вызывает выделение избыточного углерода из феррита в виде молекул цементита и отложение их на более крупных зернышках и на широких гранях цементитных пластин. В результате описанных процессов мелкие зернышки и пластинки цементита постепенно исчезают, а более крупные зернышки постепенно еще более укрупняются. [c.44] КОВ зерна аустенита, в которых в результате флуктуации концентрация атомов углерода становится больше средней, оказываются и такие, в которых концентрация углерода достигает 6,7%, т, е. содержания углерода в цементите. [c.46] Таким образом, в зернах аустенита непрерывно образуются, с одной стороны, участки, обогащенные углеродом до концентрации цементита, а с другой стороны, обедненные до чистого железа. [c.46] Допустим, что в каком-либо месте аустенитного зерна образовался участок, в котором концентрация углерода окажется равной 6,7%. Тогда Б этом участке произойдет образование молекул цементита— возникнет зародыш кристалла цементита. Соседние с ним участки аустенитного зерна окажутся в результате этого обедненными углеродом до чистого железа. Поскольку температура ниже 910°, то в этих участках произойдет перестройка кристаллической решетки гамма-железа в решетку альфа-железа — возникнут зародыши кристаллов феррита. Рост каждого из зародышей — цементита и феррита — будет способствовать дальнейшему росту другого рост кристаллика цементита вызовет дальнейшее обеднение прилегающих к нему участков аустенита атомами углерода и тем самым будет способствовать росту кристалликов феррита. Растущие кристаллики феррита будут оттеснять атомы углерода к своим границам и тем самым давать материал для роста кристалликов цементита. Такой процесс, начавшись в одном каком-либо месте, захватывает все больший и больший объем зерна аустенита — происходит образование зерна феррито-цементитной смеси. [c.46] Процесс образования зерен феррито-цементитной смеси начинается обычно одновременно в нескольких местах аустенитного зерна. [c.46] В феррито-цементитную смесь протекать не может. При температурах же ниже А свободная энергия феррито-цементитной смеси становится меньше свободной энергии аустенита, феррито-цементитная смесь оказывается поэтому более устойчивой, и процесс превращения аустенита в феррито-цементитную смесь осуществляется беспрепятственно. [c.47] Изучение кинетики превращения аустенита в феррито-цементитную смесь, т. е. установление зависимости скорости этого превращения от температуры, оказалось экспериментально наиболее удобным производить не при непрерывном охлаждении, а при постоянной температуре, т. е. в изотермиче ских условиях. [c.47] Экспериментально это осуществляется таким образом. Небольшие образцы исследуемой стали нагревают до какой-нибудь температуры выше Лз и после некоторой выдержки для полного прогрева быстро переносят в ванну, предварительно нагретую до какой-нибудь температуры ниже Л1. Значит, процесс превращения аустенита в феррито-цементитную смесь будет происходить во время пребывания образца стали в этой ванне. Для стали наилучшим способом регистрации превращения аустенита в феррито-цементитную смесь оказался магнитометрический. Таким магнитометрическим методом и были построены кинетические кривые превращения аустенита в феррито-цементитную смесь. [c.47] Кривая изотермического превращения аустенита в феррито-цементитную смесь в эвтектоидной стали при какой-нибудь определенной температуре представлена на фиг. 15. Из этой кривой следует, что процесс превращения начинается не сразу после достижения сталью заданной температуры (не сразу после переноса образца в печь магнитометра). Некоторое время, измеряемое отрезком Оа, превращение не происходит. Превращение начинается в точке а. Заканчивается превращение в точке Ь по истечении времени, определяемого отрезком аЬ. До точки а сталь имела структуру аустенита, между точками атл. Ь происходило превращение, т. е. в стали одновремен1ю существовали и аустенит, и феррито-цементитная смесь после точки Ь в структуре стали остается только феррито-цементитная смесь. [c.47] Левая кривая на этой диаграмме определяет начало превращения аустенита в феррито-цементитную смесь, а правая — конец этого превращения. В области левее левой кривой существует аустенит, в области правее правой кривой — с[)еррито-цемен-титная смесь. В, области между двумя кривыми происходит процесс превращения значит, там существуют одновременно и аустенит,. и продукты его распада — феррито-цементитная смесь. [c.48] Линия М—это температура мартенситного превращения. О ней и о самом мартенситном превращении будет подробно сказано в следующих параграфах. [c.48] Из рассмотрения диаграммы изотермического превращения аустенита (фиг. 16) можно сделать ряд важнейших выводов. [c.48] При температурах ниже нижней равновесной критической температуры возможно существование переохлажденного аустенита в течение некоторого времени, определяемого левой кривой превращения. Степень устойчивости аустенита различна при различных температурах переохлаждения. Наименее устойчив аустенит при температурах переохлаждения примерно на 100— 150° ниже равновесной температуры Лх. Эта наименьшая устойчивость аустенита определяется точкой перегиба левой кривой. [c.48] Вернуться к основной статье