ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Микроанализ термически обработанных углеродистых сталей и химико-термически обработанных углеродистых и легированных сталей из "Лабораторные работы по металловедению " Цель работы — научить учащихся самостоятельно производить микроанализ термически обработанных углеродистых сталей и химико-термически обработанных углеродистых и легированных сталей. [c.136] В процессе выполнения работы учащиеся должны изучить микроструктуры термически обработанных углеродистых сталей и химико-термически обработанных углеродистых и легированных сталей. [c.136] Для проведения работы необходимо иметь металлографический микроскоп набор микрошлифов термически и химико-термически обработанных углеродистых сталей циркуль и линейку. [c.136] Видманштеттова структура. Если доэвтектоидная сталь была нагрета до температуры значительно выше критической точки Асц, например до 1000—1100° С, т. е. перегрета, то происходит значительный рост зерен, и при последующем медленном охлаждении образуется так называемая видманштеттова структура (рис. 18.3), характерная выделением феррита в виде крупных игл (пластин), расположенных внутри перлита под углом друг к другу с образованием треугольников. Механические свойства (особенно вязкость) стали с такой структурой низкие. [c.138] Мартенсит. Основной структурой закаленной стали является структура мартенсита. Мартенсит — пересыщенный твердый раствор углерода в а-железе Fe (С). Мартенсит имеет характерное игольчатое строение (рис. 18.4). Размер игл мартенсита зависит от размера зерен аустенита. Чем мельче зерна аустенита, тем мельче получаются иглы мартенсита, а размер зерен аустенита зависит от температуры нагрева стали, увеличиваясь с ее повышением. Поэтому, чем выше температура нагрева, т. е. чем больше перегрев стали, тем более крупноигольчатым получается мартенсит (рис. 18.5, а). [c.138] В доэвтектоидной (среднеуглеродистой) стали после нормальной закалки, т. е. нагрева до температуры Ас + (20—30° С) и последующего быстрого охлаждения в воде, образуется структура мелкоигольчатого мартенсита (рис. 18.5, б) или так называемого скрытокристаллического мартенсита (рис. 18.5, в). [c.138] Мартенсит и феррит. Если доэвтектоидная сталь была нагрета до температуры между критическими точками Ас и Ас , то при таком нагреве часть феррита не превратится в аустенит. После охлаждения аустенит превратится в мартенсит, а феррит останется в закаленной стали. В результате после закалки в воде получится структура мартенсит + феррит (рис. 18.7) с пониженной твердостью. Такая закалка будет неполной. [c.139] Троостит отпуска. Микроструктура троостита отпуска образуется после отпуска при 350—450° С стали, закаленной на мартенсит (рис. 18.11). Таким образом, троостит отпуска является продуктом распада мартенсита. Он представляет собой высокодисперсную смесь частиц феррита, мельчайших округлых зерен и коротких пластинок цементита. [c.142] Сорбит отпуска. Микроструктура сорбита отпуска образуется после отпуска при 500—600° С стали, закаленной на мартенсит (рис. 18.12). Таким образом, сорбит отпуска является продуктом распада мартенсита. Он представляет собой механическую смесь феррита и округлых зерен цементита, но более грубого строения, чем троостит. Иногда сорбит сохраняет форму игл мартенсита, из которого он был получен в результате отпуска закаленной стали. В этом случае при обычных увеличениях сорбит отпуска трудно отличить от мартенсита. [c.142] Образующиеся сорбит и троостит так же, как и перлит, имеют пластинчатое строение. [c.143] Микроструктура цементованной стали. В цементованной стали содержание углерода уменьшается от поверхности к сердцевине. В соответствии с таким изменением химического состава получается и распределение структурных составляющих. На рис. 18.17 дана шкроструктура цементованной низкоуглеродистой стали от поверхности образуется структура перлита и цементита (заэвтектоидная зона), далее располагается перлит (эвтектоидная зона) и затем при переходе к сердцевине — перлит и феррит (переходная, доэвтектоидная зона). В переходной зоне чем ближе к сердце-вине, тем меньше становится перлита и больше феррита. [c.143] Иногда в заэвтектоидной зоне цементованного слоя цементит собирается в крупные участки, окруженные ферритом (рис. 18.18). [c.143] в которой образуется такая структура, называется анормальной. [c.143] После закалки цементованной стали в цементованном слое образуется структура мартенсита. Структура сердцевины после закалки получается различной в зависимости от цементуемой стали. В углеродистых цементуемых сталях в сердцевине сохраняется феррито-перлитовая структура. В сердцевине цементуемых легированных сталей, несмотря на небольшое количество углерода, но значительное количество легирующих примесей, задерживающих распад твердого раствора, после закалки получается малоуглеродистый мартенсит. [c.145] Микроструктура азотированного слоя железа получается различная в зависимости от температуры азотирования соответственно диаграмме состояний железо—азот (рис. 18.19). [c.145] На поверхности расположен очень тонкий (0,01—0,03 мм) нетравящийся белый слой, состоящий из е-фазы или е Затем следует серый слой, представляющий собой смесь 8 + фаз или смесь у -Ь а-фаз (до глубины 0,06—0,1 мм). Далее располагается а-фаза. Основная (серая) часть азотированного слоя имеет сорбитообразное строение и отличается от сорбитовой структуры сердцевины тем, что травится более сильно вследствие высокого содержания азота. [c.146] Кроме того, образуется азотистый цементит Рез(М, С). [c.147] Твердость азотированного слоя стали 38ХМЮА значительно выше твердости азотированного слоя железа и углеродистых сталей и составляет НУ 1100—1200. [c.147] Микроструктура цианированной стали. При высокотемпературном цианировании с последующей закалкой низкоуглеродистой стали от поверхности образуется мартенсит, далее располагается мартенсито-трооститная структура (рис. 18.22). [c.147] Вернуться к основной статье