ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Превращения в стали при охлаждении из "Технология металлов Издание 2 " Если сталь охлаждать очень медленно, то происходящие превращения можно установить, пользуясь диаграммой состояния Ре — РезС. При 727° С (Л1) должно про-ис.ходить эвтектоидное превращение Ре (С)- Ре (С)+ -(-РезС. [c.230] Термодинамическим условием этого превращения является некоторая степень переохлаждения (охлаждение ниже Л1), когда свободная энергия перлита становится меньше свободной энергии аустенита (с.м. рис. 102). [c.230] При охлаждении стали с большей скоростью кинетику и механизм превращения аустенита выясняют с пог мощью постановки специальных экспериментов. Рассмотрим закономерность превращения переохлажденного аустенита стали эвтектоидного состава (0,8% С). Образцы из этой стали (так же, как и образцы из любой другой стали) нагревают до температуры, при которой ее структура состоит из однородного аустенита. Из диаграммы Ре — РезС видно, что это температура порядка 770° С (см. рис. 94). Затем образцы быстро переносят в термостаты с заданной температурой, меньшей А1 (интервал между изотермами обычно 25—50° С), и в процессе изотермической выдержки наблюдают за происходящими в аустените превращениями. Наблюдения можно проводить, пользуясь различными методами измеряя твердость, электросопротивление, магнитные характеристики и т. п. [c.230] Превращение аустенита можно легко обнаружить с помощью наблюдений за изменениями магнитных характеристик образца, так как аустенит парамагнитен, а образующаяся механическая смесь феррита и цементита обладает ферромагнитными свойствами. [c.230] С увеличением степени переохлаждения устойчивость переохлажденного аустенита уменьшается (0ai 0a2 Оаз), но достигнув минимума при переохлаждении ниже A на 150—200° С, вновь увеличивается (Оа 0а5 0ав). [c.231] По полученным экспериментальным точкам строят диаграмму изотермического превращения переохлажденного аустенита в координатах I — 1дт (см. рис. 104,6). На этой диаграмме левая кривая а а а ацаъа ) является границей начала превращения переохлажденного аустенита, она показывает зависимость величины инкубационного периода от степени переохлаждения. Правая кривая ( 1 63 5 б) показывает конец превращения аустенита, т. е. зависимость времени, необходимого для полного превращения аустенита, от степени переохлаждения. [c.231] Такие диаграммы обычно называют диаграммами изотермического превращения аустенита, а также С-образ-ными диаграммами за сходство кривых начала и конца превращения аустенита с буквой С. [c.231] На рис. 105 приведена диаграмма изотермического превращения аустенита для эвтектоидной стали (0,8% С). [c.232] И цементита, состав которых отличается от состава не-ходного аустенита. Исходный аустенит содержит 0,8% С, а образующиеся фазы —феррит 0,02% С, цементит 6,67% С. [c.232] Следовательно, это превращение является диффузионным. В то же время, как было показано, время устойчивости аустенита и скорость его превращения зависят от разности свободных энергий АР=Ра — Рп, т. е. от степени переохлаждения. [c.232] Скорость диффузии О и разность свободных энергий АР зависят от степени переохлаждения противоположно скорость диффузии экспоненциально уменьшается по мере понижения температуры превращения, а разность свободных энергий увеличивается (рис. 106). [c.232] Максимальная скорост , превращения соответствует переохлаждению ниже Л[ на 150—200 град, т. е. соответствует минимальной устойчивости аустенита. Прн дальнейшем понижении температуры значительно уменьшается скорость диффузии, благодаря чему увеличивается устойчивость аустенита. Кривые начала и конца превращения сдвигаются вправо (см. рис. 104, б 105). [c.233] Механизм перлитного превращения. При образовании из аустенита перлита ведущей фазой является цементит (в зерне аустенита всегда имеются флуктуационные обогащения углеродом, особенно вблизи границ зерна). [c.233] Зарождение цементитного зародыша облегчено на границе аустенитных зерен, так как здесь меньше работа образования критического зародыша. Образовавшаяся пластинка цементита растет, удлиняется и тем самым обедняет соседние участки аустенита углеродом. Поэтому рядом с пластинкой цементита — вдоль нее — образуется пластинка феррита. Такой кооперативный рост двухфазной колонии в результате диффузионного перераспределения компонентов — наиболее характерная особенность перлитного превращения. Перлит занимает объем больше, чем аустенит, поэтому по мере роста пер-литной колонии в аустените возникают напряжения. Это вызывает образование пластинок перлита уже с другой ориентацией (рис. 107,108). [c.233] Поскольку с увеличением степени переохлаждения растет число зародышей новых зерен, количество фер-рито-цементитных пластинок увеличивается, а их размеры и расстояния между ними сильно сокращаются. Дисперсность образующихся фаз увеличивается также и вследствие уменьшения скорости диффузии с переоХ лаждением. [c.233] Перлит, сорбит, троостит представляют собой механическую смесь феррита и цементита. Эти структуры различаются только степенью дисперсности карбидной составляющей, т. е. межпластиночным расстоянием , которое является важнейшей структурной характеристикой, определяющей механические свойства стали (рис. 109, а — е). [c.233] Поэтому с увеличением степени дисперсности фаз увеличивается их твердость (табл. 4). [c.235] Вблизи границы с областью перлитного превращения образуется верхний или перистый бейнит ( верхний перистый троостит). Он состоит из чередующихся не всегда параллельных друг другу коротких пластинок цементита и феррита. При температурах порядка 300° С образуется нижний или игольчатый бейнит ( нижний игольчатый троостит), напоминающий по своему строению мартенсит. [c.236] При больших увеличениях (электронный микроскоп) можно увидеть, что иглы состоят из мельчайших пластинок цементита и феррита. Размер частичек около 0,09— 0,08 мкм. Частицы цементита ориентированы вдоль октаэдрических плоскостей исходного аустенита. Твердость бейнита около НВЪОО. [c.236] На рис. ПО показан процесс охлажденного аустенита в бейнит. [c.237] Вернуться к основной статье