ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Цементит из "Металлография железа 2 " В заэвтектоидных сталях независимый рост феррита и цементита обычно происходит в узкой области вблизи сетки выделений заэвтектоидного цементита на границах зерен аустенита (ф. 309/1). Если часть заэвтектоидного цементита выделяется в форме пластин, которые на микрошлифе имеют вид игл, то вокруг них образуется крупные участки феррита (ф. 309/2 и 3). Это явление может вызвать появление мягких пятен на на-углероженных поверхностях, что нежелательно. [c.10] Микрофотография 309/4 снята с образца, аустенизирован-ного при 900° С, т.е. между и Аст- Из аустенита с остаточными цементитными частицами образовалось небольшое количество областей пластинчатого перлита на ряду со сфероидизи-рованными карбидами, которые распределены в феррите на сравнительно больших расстояниях друг от друга. Структура здесь полностью аномальная. Частично раздробленная сетка цементита является остатком исходной сетки. Влияние температуры превращения на склонность той же стали к образованию аномальных структур иллюстрируют микрофотографии 309/5—8. Температура аустенизации была 970° С, как и для образца, структура которого представлена на микрофотографии 309/3. Превращения протекали при температурах 625, 690, 715 и 725° С. С увеличением переохлаждения аномальность структуры уменьшается (ф. 309/6, 5). Чем ближе температура превращения к температуре равновесия, тем более аномальной становится структура (ф. 309/6, 7). [c.10] В результате превращения при температуре, которая на 10 град ниже Ас , возникает полностью аномальная структура (ф. 309/8). Имеются две изолированные составляющие ферритная матрица и цементит в виде сетки и игл. [c.10] Описанные эффекты типичны для всех сталей, даже для легированных. Образование пластинчатого перлита путем одновременного выделения феррита и карбида тем менее вероятно, чем больше неоднородность аустенита и количество остаточных карбидов и чем меньше переохлаждение ниже Л при температуре превращения. Во всех этих случаях образуется аномальная структура. Феррит и карбид растут независимо друг от друга, если имеет место предпочтительное зарождение одной из фаз. Это условие выполняется при неполной аустенизации, а также при выделениях до- и заэвтектоидной фаз. Чем больше состав стали отличается от эвтектоидного, т. е. чем больше количество выделившихся до- и заэвтектоидной фаз, тем больше тенденция к образованию аномальной структуры. Следовательно, доэв-тектоидные стали также могут быть вырожденными. В этом случае процесс заканчивается образованием цементита самых неожиданных форм на границах зерен феррита (ф, 310/1). [c.10] Влияние легирующих элементов на образование аномальной структуры зависит от применяемого режима термической обработки. [c.10] При температуре изотермического превращения, которая на 70 град ниже Ас , в стали, содержащей никель, более вероятно получение аномальной структуры, чем в чистой железоуглеродистой стали, если сравнивать сплавы эквивалентные по отношению к эвтектоидному составу (ф. 446/3—5). После непрерывного охлаждения со скоростью 7 град мин независимый рост феррита и цементита почти не наблюдается. При непрерьшном охлаждении все легирующие элементы, которые замедляют превращение, способствуют предотвращению образования аномальной структуры. [c.10] Все стали, за исключением высокоуглеродистых, отжигают на зернистый перлит при температуре ниже Ас . Образование цементных глобулей с меньшей поверхностной энергией по сравнению с пластинами цементита, по-видимому, является результатом одновременного растворения пластин и выделения в предпочтительных областях. Коагуляция цементита облегчается благодаря более высокой растворимости углерода в феррите при Ас , чем при комнатной температуре (см. рис. 1), что в свою очередь способствует частичному растворению цементита. Из-за большой скорости диффузии углерода при 700° С выделение протекает легко. [c.10] Этот процесс называется сфероидизацией для его осуществления необходима большая продолжительность отжига. В стали 116 с 0,44% С (ф. 310/2) после отжига при 650° С в течение 5 ч происходит только частичная сфероидизация (ф. 310/3), большая часть цементита остается пластинчатой. Довольно крупные частицы цементита встречаются на границах между перлитом и ферритом (ф. 310/4). На снимке экстракционной реплики (ф. 310/5) заметно округление и утолщение концов пластин цементита, а также частичная коалесценция и сфероидизация. В другом месте того же образца сфероидизация развита в большей степени (ф. 310/6). Только поел отжига в течение 50 и 100 ч при 650 С сфероидизация оказывается почти завершенной (ф. 310/7 и 8). На микрофотографии 311/1 при большем увеличении показано образование зернистой структуры цементитные зерна еще относительно малы, только на границах зерен феррита имеется несколько больших частиц цементита. [c.10] Процесс сфероидизации можно ускорить, повысив температуру отжига. [c.10] На микрофотографии 311/2 представлена структура после отжига при 700° С в течение 25 ч. Образование зернистого перлита прошло в большей степени, чем после отжига при 650° С в течение 50 ч. (ф. 310/7) и здесь крупные сфероидизированные частицы цементита встречаются чаще. Твердость этого образца та же, что и отожженного при 650° С в течение 100 ч. [c.10] Во время образования перлита из аустенита равновесная концентрация легирующих элементов не достигается ни в карбиде, ни в феррите часто при этом не получается и равновесная структура. При отжиге на зернистый перлит происходит перераспределение легирующих элементов и приближение к состоянию равновесия. Возможно, что при этом образуется также равновесная карбидная фаза. [c.10] В заэвтектоидных сталях сфероидизацию можно осуществить кратковременным нагревом до температуры, которая немного выше и последующим медленным охлаждением. После этой обработки остатки нерастворившегося цементита действуют как зародыши зернистого цементита, который появляется во время охлаждения. Сфероидизация такого типа по существу представляет собой образование вырожденного перлита. В заэвтектоидных сталях при температуре не выше Ассщ происходит частичное растворение карбида. При этом растворяется не только перлитный цементит, но также цементитная сетка. Крупная сетка цементита может быть полностью разрушена и повторным нагревом при температуре выше Ас . Такая термическая обработка называется циклическим отжигом. [c.10] Для небольших образцов, которые должны быть подвергнуты закалке, нежелательны очень крупные цементитные частицы — они затрудняют растворение карбида при температуре закалки. Укрупнение карбидных зерен можно предотвратить, сократив продолжительность отжига. [c.10] В некоторых местах сплошность цементитпой сетки нарушается. Здесь перлит может расти из одного аустенитного зерна через его границу в соседнее аустенитное зерно (ф. 308/3). [c.11] Вернуться к основной статье