ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Диффузионные превращения аустенита при охлаждении из "Теория термической обработки металлов " Основное превращение, протекающее во время охлаждения при отжиге стали, — это эвтектоидный распад аустенита на смесь феррита с карбидом. Кинетика эвтектоидного превращения изображается С-образными кривыми на диаграмме изотермического превращения аустенита (рис. [c.159] При эвтектоидном превращении аустенита увеличивается удельный объем, падает злектросопротивление сталь переходит из парамагнитного в ферромагнитное состояние. На исследовании изменений этих физических свойств основаны соответственно дилатометрический, электрический и магнитный методы определения времени начала и конца превращения. Магнитометрический метод позволяет количественно определять степень превращения аустенита в любой момент изотермической выдержки, так как интенсивность намагничения образца пропорциональна количеству ферромагнитной альфа-фазы (аустенит парамагнитен). [c.160] При температуре 727°С (точка Ах) аустенит находится в термодинамически устойчивом равновесии со смесью феррита цементита. Чтобы начался распад аустенита,. необходимо его переохладить ниже 727°С. [c.160] Устойчивость переохлажденного аустенита характеризуется инкубационным периодом, т. е. отрезком времени (от оси ординат до левой С-кривой, рис. 88), в течение которого обычные методы не фиксируют появление продуктов распада. [c.160] В эвтектоидной стали при температурах около 550°С переохлажденный аустенит наименее устойчив. Как раз при этих же температурах обнаружены максимумы скорости зарождения и скорости роста эвтектоида (см. рис. 71). [c.160] Если от колонии ответвляется (или на ее поверхности зарождается) пластина с другой ориентацией, то она служит зародышем для новой перлитной колонии (см. рис. 90,г и д). [c.162] Кроме бокового, идет торцовый рост пластин феррита и цементита (см. рис. 90,6 и в). Перед торцами пластин феррита и цементита концентрация углерода в аустените соответственно повышена и понижена, т. е. существуют градиенты концентрации перпендикулярно и параллельно фронту превращения (при росте одной фазы градиент концентраций только перпендикулярен фронту превращения). Рост перлитной колонии контролируется диффузионным перераспределением углерода параллельно фронту превращения в объеме аустенита и прямо по границе перлитной колонии. Кооперативный рост двухфазной колонии путем диффузионного перераспределения компонентов — наиболее характерная особенность перлитного превращения. [c.162] С увеличением степени переохлаждения АГ возрастает А/ об, что позволяет развиться большей поверхности Ф/Ц — межпластиночное расстояние в перлите уменьшается. [c.162] Росту перлитной колонии с относительно высокой скоростью при любых переохлаждениях способствует низкая межфазная энергия на границе пластин феррита и цементита вследствие соблюдения здесь принципа структурного соответствия. (Пластины сопрягаются гранями (Ш1)ц и 112[-ф или (001)ц и 125 ф. Соответствующие кристаллографические плоскости в решетках феррита и цементита имеют очень близкое строение. Указанная благоприятная для кооперативного роста взаимная ориентация фаз возникает, возможно, уже нри эпитаксиальном зарождении одной из фаз на другой (см. рис. 90,а). [c.162] По поводу начального этапа зарождения перлитной колонии существует и другая точка зрения, согласно которой при формировании зародышей не образуются сначала одна, а затем другая фаза, а постепенно одновременно обе фазы развиваются в регулярную структуру из чередующихся пластин, кооперативный рост которых и представляет собственно перлитное превращение. [c.162] Межпластиночное расстояние в перлите — важнейшая структурная характеристика. С его уменьшением прочностные свойства стали возрастают. [c.163] Примерно 650—600°С межпластиночное расстояние равно 0,4— 0,2 мкм, двухфазное строение колоний выявляется лишь при больших увеличениях светового микроскопа (предельное разрешаемое расстояние светового микроскопа 0,2 мкм). Такой эвтектоид называют сорбитом. Распад аустенита в интервале температур 600— 500°С дает очень тонкую эвтектоидную смесь с межпластиночным расстоянием около 0,1 мкм. Двухфазное строение такого эвтектоида, называемого трооститом, выявляется только под электронным микроскопом. [c.163] При непрерывном охлаждении указанные структуры образуются в углеродистой эвтектоидной стали в следующих условиях перлит — при охлаждении стали из аустенитного состояния вместе с печью со скоростью несколько градусов в минуту, сорбит — при охлаждении на воздухе со скоростью несколько десятков градусов в минуту, троостит — при охлаждении в масле со скоростью несколько десятков градусов в секунду. [c.163] Наряду с межпластиночным расстоянием нутри колонной перлита важной структурной характеристикой является размер колоний. Эти колонии при разрушении стали ведут себя как самостоятельные зерна. Размер фасеток в изломе в среднем равен размеру перлитных КОЛОНИЙ. С уменьшением размера перлитных колоний называемых также эвтектоидными зернами, ударная вязкость стали растет. [c.164] Размер колоний зависит от соотношения л. с. р./с. з. ц. С увеличением переохлаждения аустенита скорость зарождения центров перлитных колоний возрастает быстрее линейной скорости их роста, что приводит к уменьшению размера колоний. [c.164] Скорость зарождения центров эвтектоидного распада — структурно чувствительная характеристика, в то время как линейная скорость роста мало чувствительна к структурным неоднородностям. Как уже отмечалось, перлитные колонии зарождаются прежде всего на границах аустенитных зерен. Форма колоний, растущих по одну или по обе стороны от границы аустенитных зерен, близка к полусферам или сферам (рис. 93).Чем мельче зерно аустенита, тем больше суммарная межзеренная поверхность и больше общее число центров перлитного превращения. [c.164] Выше рассматривалось превращение аустенита в стали эвтектоидного состава. В до- и заэвтектоидных сталях перлитному превращению должно предшествовать выделение избыточных фаз — феррита и вторичного цементита (см. рис. 85). На диаграммах изотермических превращений аустенита в до- и заэвтектоидных сталях должны быть нанесены линии начала образования избыточной фазы (рис. 94). [c.165] Вернуться к основной статье