Первичная структура стали

Как мы уже рассмотрели первичная структура стали, включает зерна аустенита. Она сохраняется до линии GSE (рис. 4.2 и 4.3). Указанная линия соответствует температурам, при которых начинается вторичная кристаллизация сталей различного состава. Линия PSK характеризует температуру, при которой завершаются процессы вторичной кристаллизации. Для сталей, представленных на диаграмме, эта температура равна 727 °С. При температурах ниже 727 °С существенных превращений в сталях не наблюдается, структура, полученная при 727 °С, сохраняется при дальнейшем охлаждении сплава (вплоть до комнатной температуры). Линия PSK называется эвтектоидной. Точка S диаграммы соответствует составу эвтектоида — перлиту. Какие структурные превращения претерпевает сталь при твердом состоянии Начнем изучение этих превращений с линии GS (рис. 4.3). Точка G соответствует превращениям, происходящим в чистом железе при 911 °С. Из предыдущего известно, что при этой температуре Y-железо переходит в а-железо. У сталей этот процесс также происходит, но ввиду того, что в решетке у-железа имеется то или иное количество углерода, он протекает при более низких температурах, чем у чистого железа. [c.64]

Выявленная макроструктура позволяет установить первичную структуру стали, получившейся в результате затвердевания, волокнистую структуру после пластической деформации, ликвационную неоднородность, загрязненность сернистыми и другими включениями, пораженность сплава порами, раковинами, пузырями, волосовинами, флокенами, трещинами и т. д. [c.107]

Так, тип первичной микроструктуры в центральных зонах швов сварных соединений стали зависит от состава и скорости сварки. При изменении скорости сварки от 1,4 до 14 мм/с низколегированных сталей с 0,1...0,25% С первичная структура изменяется от неустойчивой ячеистой до ячеисто-дендритной, а при сварке среднелегированных сталей с 0,3% С и более — от ячеисто-дендритной до развитой равноосной дендритной. [c.455]

Обычно перед травлением поверхность хорошо полируют, но макротравление можно проводить на образцах после тонкой шлифовки. Благодаря этому качеству тиосульфат натрия является признанным травителем первичной структуры. Кроме того, с его помощью могут быть выявлены первичные строчки во вторичной строчечной структуре сталей с 0,01—0,02% Р при его сравнительно равномерном распределении, поскольку первичные строчки заметно выделяются среди черно-коричневого окружения основы материала своим светло-коричневым оттенком. Обычные виды распределения фосфора в стальном фасонном литье, деформированном или термообработанном металле, в сварочной стали или сварных соединениях также воспроизводятся однозначно. [c.56]

Легированные стали, особенно легированные вольфрамом и ванадием, вследствие их плотной и тонкой структуры, травятся равномернее и становятся более темными, чем другие стали. В остальном выявление структуры дендритной (первичной структуры), ликвации, строчечности и волокнистости аналогично выявлению в нелегированных и низколегированных сталях. [c.102]

Первичная структура с сильно развитой транскристаллической зоной приводит к хрупкости литой стали при пластической дефор- [c.282]

Углеродистая сталь ввиду аллотропии железа при охлаждении стального слитка претерпевает вторичную кристаллизацию. Существовавшее при высокой температуре Y-железо превращается в а-железо. В процессе этого превращения все первичные кристаллы дробятся на более мелкие вторичные кристаллы. Однако первичная структура в слитке может определять многие свойства металла после вторичной кристаллизации и даже после последующей ковки, прокатки и других операций обработки. [c.25]

Для получения оптимальных механических свойств сварное соединение должно подвергаться термической обработке, устраняющей перегрев околошовной зоны и измельчение первичной структуры металла шва. Термическая обработка сварного изделия заключается в нормализации или закалке с последующим отпуском по режиму стали. [c.524]

В СССР разработаны и изучаются различные пути предупреждения образования горячих трещин при сварке аустенитных сталей применяются электроды и проволока, обеспечивающие образование в швах не только аустенитной, но ферритной фазы модификаторы для улучшения первичной структуры при сварке высоколегированных сталей используются легирующие элементы, устраняющие явления полигонизации и приводящие к дроблению столбчатых кристаллов, возникновению новых зерен, на границах которых образуются микродефекты, переходящие в трещины. В большинстве случаев горячие трещины возникают в наплавленном металле швов, но иногда и в околошовных зонах. [c.130]

Строчечные (полосчатые) структуры являются продуктом первичной кристаллизации стали — дендритной ликвации, которая образуется при медленном затвердевании слитка. Строчечные структуры часто содержат неметаллические включения. Резко выраженные строчечные структуры, особенно с неметаллическими включениями, служат основной причиной разрывов и брака при штамповке, в частности при штамповке рам и тормозных барабанов автомобилей. [c.353]

Первичная структура, т. е. структура металла шва, возникшая при затвердевании сварочной ванночки, в зависимости от химического состава и условий первичной кристаллизации жидкого металла может быть однофазной (аустенитной) или двухфазной. Типичная однофазная структура сварного шва аустенит-лой стали и аустенитного сплава показана на рис. 22, а и б. Сварной шов может иметь двухфазную первичную структуру следуюш,их типов аустенитно-ферритную (рис. 22, в) или фер-ритно-аустенитную (рис, 22, г), представляюш,ую собой смесь кристаллов аустенита у и первичного феррита б аустенитно-карбид-ную (рис. 22, д), представляющую собой аустенит и первичные карбиды к эвтектического (ледебуритного) происхождения аустенитно-эвтектическую с эвтектической составляющей не карбидного характера. Появление эвтектической фазы Э может быть вызвано серой, фосфором (рис. 22, ж), кремнием, цирконием, ниобием, титаном, бором (рис. 22, в) и другими легирующими элементами, которые способны образовывать эвтектику с основными составляющими шва (железом, никелем, хромом) или друг с другом. Сварные швы могут иметь и более сложную, например т р е х -фазную, первичную структуру у + S + Э. [c.98]

Известно, что при сварке обычных углеродистых и низколегированных сталей вторичная кристаллизация, т. е. появление новых структурных составляющих в результате распада аустенита в процессе охлаждения шва, затемняет первичную структуру металла щва. Нужны специальные методы травления, чтобы выявить его первичную структуру. [c.98]

Транскристаллическое строение специфично для многослойных швов на сталях и сплавах всех типов, его можно увидеть и в сварном многослойном шве обычной малоуглеродистой или низколегированной стали. Для этого требуется лишь специальное травление на первичную структуру. Все дело в том, что в аустенитном [c.101]

Рассмотрим некоторые специфические особенности основных типов первичной структуры сварных швов хромоникелевых сталей. [c.106]

Увеличение скорости сварки приводит к увеличению скорости кристаллизации и сопровождается заметным измельчением первичной структуры сварных швов аустенитных сталей (рис. 32). С увеличением скорости сварки измельчение структуры происходит даже при равной погонной энергии. [c.118]

В сварных швах хромоникелевых аустенитных сталей и сплавов в зависимости от химического состава и первичной структуры металла шва, термическая обработка может вызвать структурные превращения различного типа. [c.125]

Стойкость сварных швов аустенитных сталей и сплавов против образования горячих трещин во многом определяется их микроструктурой. Поэтому при рассмотрении и оценке влияния той или иной легирующей примеси на трещинообразование необходимо прежде всего учитывать ее воздействие на первичную структуру. [c.190]

Титан, являясь весьма энергичным ферритизатором, повышает стойкость двухфазных хромоникелевых швов стали типа 18-8 против горячих трещин. Немаловажную роль при этом играет способность титана измельчать первичную структуру сварных швов. Пожалуй, ни один ферритизатор не измельчает структуры [c.205]

Для электрошлакового металла характерно полное или почти полное отсутствие строчечности не только в распределении второй первичной фазы в двухфазных сталях, но и карбонитридной составляющей в однофазных сплавах. В жаропрочных высоконикелевых сталях и сплавах, имеющих однофазную первичную структуру, упрочняющая фаза располагается не в виде вытянутых скоплений (строчек), а в виде равномерно распределенных мелкодисперсных частиц. На рис. 172 показана типичная микроструктура жаропрочного никелевого сплава обычной выплавки (индукционная печь) и после ЭШП. [c.408]

В результате первичной кристаллизации сталь получает структуру аустенита, характеризующуюся хорошей пластичностью и вязкостью. Поэтому такая сталь хорошо поддается обработке давлением при высоких температурах. Белые чугуны имеют в своем составе хрупкий и твердый ледебурит, который исключает возможность их обработки давлением даже при высоких температурах. Эта разница в технологических свойствах железоуглеродистых сплавов делает содержание углерода 2,14 % той границей между сталью и белыми чугунами, за которой при первичной кристаллизации появляется ледебурит. [c.63]

Рассмотрим подробнее, как будет протекать вторичная кристаллизация стали, содержащей 0,6 % углерода. Указанная сталь сохраняет первичную структуру аустенита до температуры 775 °С. При этой температуре начинается ее аллотропическое превращение, т. е. выделение феррита из аустенита. Так как в феррите содержится ничтожное количество углерода, оставшийся аустенит будет постепенно, по мере выделения феррита обогащаться углеродом. Когда концентрация углерода в оставшемся аустените достигнет 0,8 % при 727 °С, произойдет распад аустенита на равномерную механическую смесь феррита и цементита, которая называется перлитом. Таким образом, в интервале температур от 775 до 727 °С [c.64]

Как происходят процессы вторичной кристаллизации стали, содержащей 1,2 % углерода Сталь с таким количеством углерода сохраняет первичную структуру аустенита при охлаждении до 870 °С. При более низкой температуре, аустенит не способен ра- [c.65]

Положительное влияние повышенного содержания ниобия (более 1 %) в стали объясняется измельчением первичной структуры наплавленного шва вследствие образования феррита и заполнением междендритных промежутков эвтектической жидкостью. [c.352]

Травитель 23 [1,3—2,5 мл НО 0,5 г пикриновой кислоты 1 г СиО 100 мл спирта 10 мл HjO]. Этот травитель применяли Ле Шателье и Дюпюи [30]. С его помощью можно успешно выявлять первичную структуру сталей с низким содержанием фосфора. Соотношение количеств пикриновой кислоты и хлорида меди (I) можно изменять в довольно больших пределах, в то время как соотношение воды и спирта должно быть постоянным. Концентрацию соляной кислоты выбирают в зависимости от состава стали. Целесообразно готовить раствор с добавкой 1,3 и 2,5 мл соляной килоты. Путем предварительных экспериментов устанавливают, какой из растворов наиболее подходит. Для повышения контрастности рекомендуется увеличивать содержание соляной кислоты. Травление продолжают до тех пор, пока не [c.53]

Дендритная структура. Недостаточный отжиг литой стали с сильно выраженной дендритной ликвацией приводит к микроструктуре стали с дендритным строением (рис. 83). Дендритное строение обусловливается присутствующими в металле примесями и отражает первичную структуру стали. После отжига и вторичных превращений оси дендрита, обогащенные углеродом превращаются в перлит в межосных пространствах наряду с ферритом, в котором растворен ликвировавший фосфор, сосредоточены неметаллические включения. Таким образом, перлитные участки образуют как бы сетку или петли, внутри которых находятся целые группы ферритных зерен. Структура сетчатого перлита исправима длительным отжигом при высокой температуре. [c.127]

Травитель 23 [1,3—2,5 мл НС1 0,5 г пикриновой кислоты 1 г u l 100 мл спирта 10 мл НгО]. Этот травитель применяли Ле Шателье и Дюпюи [30]. С его помощью можно успешно выявлять первичную структуру сталей с низким содержанием фосфора. Соотношение количеств пикриновой кислоты и хлорида меди (I) можно изменять в довольно больших пределах, в то время как соотношение воды и спирта должно быть постоянным. Концентрацию соляной -кислоты выбирают в зависимости от состава стали. Целесообразно готовить раствор с добавкой 1,3 и 2,5 мл соляной кислоты. Путем предварительных экспериментов устанавливают, какой из растворов наиболее подходит. Для повышения контрастности рекомендуется увеличивать содержание соляной кислоты. Травление продоллсают до тех пор, пока не станет трудноразличимым неоднородное распределение медного осадка. Затем шлиф переносят в насыщенный раствор бикарбоната натрия и пропускают в течение нескольких секунд через об- [c.76]

Эти формы ликвации являются причиной появления различных структур в стали. В стальных отливках возникает дендритная структура образующийся в начале затвердевания кристаллический скелет обеднен фосфором, в то время как остальные участки обогащены им. Строчечная структура в кованой или катаной стали закономерно связана с распределением фосфора. Фосфид лшлеза (FegP) появляется, если содержание фосфора очень велико или охлаждение вызывает сильную ликвацию фосфора. В стали это явление происходит лишь в редких случаях, фосфид железа преимущественно выделяется в составе фосфидной эвтектики. Вследствие низкой диффузионной подвижности фосфора возникшее после затвердевания распределение сохраняется неизменным. Таким образом, травление реактивом, выявляющим распределение фосфора, характеризует первичную структуру материала. Различные авторы указывали, что действие травителей для выявления первичной структуры связано с распределением кислорода в железе [16]. Можно предположить, что в сталях между [c.49]

С целью повышения устойчивости травителя его готовят, смешивая реактивы 25а и 256, которые неограниченно устойчивы при соотношении 1 1. Картина травления формируется, как при травлении реактивом Хейна. Как в стали, так и в чугуне выявляются сегрегации и первичная структура. Чтобы получить высокую контрастность, особенно для фотографирования, Дюар рекомендует покрывать травленую поверхность слоем воды или разбавленным раствором хлорида цинка, к которым добавляют 54 [c.54]

Травитель 3 [5 мл HNO3 95 мл Н2О]. По данным Лайтнера / [3], 5%-ный раствор азотной кислоты применяют для травления хромоникелевой стали. Автор использовал этот раствор для предварительного травления по методу Оберхоффера (для выявления фосфора), причем при этом выявляются первичная структура и границы зерен. [c.103]

Травитель 5а [10—15 мл НС1 85—90 мл Н2О]. Травитель 56 [3 мл НС1 50 г Fe la 120 мл спирта 120 мл Н2О]. Первичная структура аустенитных хромоникелевых сталей, а также хромистых трудно выявляется, особенно после сильной деформации. Ролласон [5] обнаружил это при травлении реактивами 5а и 56, которыми образцы химически полируются или протираются с помощью ватного тампона. Вторичная структура выявляется в 12—14%-ных хромистых сталях. Длительность травления зависит от обработки И состава стали. [c.103]

Подобный эффект оказывает реактив 16 (см. гл. V) для выявления фосфора, рекомендованный в работе [8]. По данным Халт-грейна и Лиллиеквиста [9], в аустенитных хромоникелевых сталях, которые переходят 8-область на диаграмме состояния, вначале проявляются первичные дендриты. При более длительном травлении на структуре проявляются вторичные аустенитные зерна После травления в течение нескольких часов вновь появляется пер вичная структура вследствие образования связанного слоя меди -Травитель 16 (см. гл. V) является лучшим из всех содержа щих медь растворов для выявления первичной структуры нержа веющих хромистых сталей. Он может также применяться для аустенитных хромоникелевых сталей. [c.104]

Характерные для швов, сваренных с ЭМП, отличия в структуре и распределении легирующих элементов дополняются при сварке материалов, претерпевающих полиморфные превращения в твердой фазе, благоприятным изменением характера выделения продуктов распада первичной структуры, что делает конечную структуру более однородной. Это приводит к повышению ударной вязкости металла шва при сварке с ЭМП, например, сплава ВТ6С (на образцах, подвергнутых старению) с 5 кгс м/см до 7,55 кгс м см и снижению порога хладноломкости сварных соединений стали 09Г2С с минус 60 до минус 70° С. [c.29]

Структура. Структура стали ЭИ262 аналогична структуре РФ1. Ввиду меньшего количества карбидов сталь ЭИ262 в литом виде имеет значительно более слабо выраженную леде-буритную эвтектику, а в кованом - меньшее количество первичных карбидов. [c.464]

Свойства металла шва, кш и любого металла, определяются его химическим составом и структурой. Механические свойства сварного шва зависят в большой степени от первичной кристаллической структуры, т. е. структуры, образующейся при переходе металла из жидкого состояния в твердое. В сварных швах углеродистых и низколегированных перлитных сталей первичную структуру можно наблюдать только после специального травления. Обычное травление выявляет вторичную структуру, т. е. структуру, образующуюся после окончания превращения аустенита. При медленном охлаждении образовавшиеся в жидкой ванне кристаллы аустенита выделяют феррит, а оставшийся после образования феррита аустенит с повышенным содержанием углерода переходит в перлит. Из осей первого порядка дендритов, содержащих меньше углерода и примесей, образуются зерна феррита. Дендрит дробится на несколько зерен. Зерна перлита получаются из периферийных слоев дендритов и междендритных прослоек. Феррито-перлитнач структура сварного шва называется вторичной, так как она образовалась в процессе вторичной кристаллизации из твердого раствора углерода в ужелезе — аустенита. [c.171]

По типу равновесной структуры стали подразделяются на доэвтекто-идные, эвтектоидные, заэвтектоидные и ледебуритные. Эвтектоидные стали имеют перлитную структуру, а доэвтектоидные и заэвтектоидные наряду с перлитом содержат соответственно избыточный феррит или вторичные карбиды типа МзС. В структуре литых ледебуритных (карбидных) сталей присутствует эвтектика (ледебурит), образованная первичными карбидами вкупе с аустенитом поэтому по структуре они могут быть отнесены к белым чугу-нам, но их причисляют к сталям с учетом меньшего, чем у чугунов, содержания углерода (< 2%) и возможности подвергать пластической деформации. Влияние легирующих элементов на положение точек 8иЕ диаграммы Ре—С (см. рис. 4.1) проявляется чаще всего в их смещении в направлении меньшего содержания углерода. В сталях с высоким содержанием элементов, сужающих у-область, при определенной концентрации исчезает уоа-превращение (рис. 7.5, б). Такие стали относят к ферритному классу. При высокой концентрации в стали элементов, расширяющих у-область, происходит стабилизация аустенита с сохранением его при охлаждении до комнатной температуры. Эти стали причисляют к аустенитному классу. Таким образом, с учетом фазового равновесия легированные стали относят к перлитному, карбидному, ферритному или аустенитному классам. [c.154]

При нагреве под закалку карбиды растворяются в аустените, увеличивают его легированность, но так как общее количество карбидов, содержащееся в быстрорежущей стали, превышает предельное, которое может раствориться в аустените, то некоторое количество первичных и вторичных карбидов остается в структуре, увеличивает/износостойкость режущей кромки и препятствует росту аустенитного зерна, создавая у него природную мелкозернистость. Поэтому закаленная быстрорежущая сталь характеризуется мелким фарфоровидным изломом. Большое количество первичных и вторичных карбидов в структуре стали Р18 является ее преимуществом перед сталью Р9. [c.379]

Первичная структура шва аустенитной стали определяется соотношением концентраций в сварочной ванне аустенитизаторов и ферритизаторов. Если в ванне преобладают аустенитизаторы, шов приобретает однофазную структуру. Если же суммарная концентрация ферритообразующих примесей достаточно велика, шов будет иметь двухфазную аустенитно-ферритную первичную структуру- [c.106]

Условия сварки, режим сварки, направление теплоотвода, скорость кристаллизации и охлаждения, объем сварочной ванны оказывают заметное влияние на структуру сварных швов. При сварке углеродистых и конструкционных сталей, как известно, условия сварки сказываются не столько на первичной, сколько на вторичной структуре шва. При сварке хромоникелевых аусте-нитных сталей и сплавов фазовые превращения, т. е. вторичная кристаллизация, сводятся, обычно только к выпадению избыточной фазы по границам зерен (кристаллов) аустенйта или по границам полигонизации. В то же время под влиянием изменений условий сварки первичная структура хромоникелевых сварных швов претерпевает весьма суш,ественные изменения. Большая скорость кристаллизации обусловливает развитие структурной микронеоднородности в сварном шве, а также межслойной ликвации и способствует подавлению зональной ликвации. [c.118]

Рис. 31. Влияние условий сварки (объем ванны) на первичную структуру сварного шва иа стали толщиной 100 мм (Х500)

Ванадий принадлежит к числу наиболее энергичных фер-ритообразователей. Он весьма ощутительно повышает стойкость сварных швов аустенитных сталей против образования горячих трещин. Следует подчеркнуть, что положительное действие ванадия объясняется не только увеличением количества S-фазы и повышением ее качественных показателей, но и измельчением первичной структуры швов, а также заметным обессериванием сварочной ванны. В отличие от кремния, алюминия, титана, ниобия, способных вызывать горячие трещины в высоконикелевых швах, ванадий во всех случаях действует положительно, повышая стойкость швов против горячих трещин. Это объясняется отсутствием эвтектических соединений в системах Fe—V, Ni—V, r—V. При повышенном содержании углерода в шве в принципе возможно образование комплексных эвтектик ледебуритного типа. Однако нам не удалось установить отрицательного действия ванадия при высоком содержании углерода, чего, к сожалению, нельзя сказать о таких карбидообразователях, как титан, ниобий, вольфрам и, по-видимому, цирконий. [c.206]

Кислород может вызывать горячие трещины при сварке аустенитных сталей. Его действие на первичную структуру, как указывалось, связано с окислением ферритообразующих элементов (титана, алюминия, кремния, ванадия, хрома) и находится в противодействии измельчающему влиянию азота. Изменения структуры, обусловленные действием кислорода, приводят к снижению стойкости шва против трещин. Кислород, по-видимому, способен сегрегировать в межкристаллических прослойках и изменять их состав и свойства. Усиление вредного влияния серы, ниобия и других элементов при сварке под флюсами с высоким содержанием SiOj, возможно, связано с образованием соответствующих соединений с кислородом, снижающих температуру затвердевания межкристаллических прослоек. Опыты по введению в зону сварки ржавчины, окалины и газообразного кислорода свидетельствуют о его способности вызывать горячие трещины в швах. [c.216]

Если бы железо не испытывало структурных превращений в твердом состоянии, то диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов при всех температурах ниже 1147 С (вплоть до комнатной) была бы одинаковой (см. рис. 4.2, линия AE F). Однако железо подвержено аллотропическим превращениям, поэтому эти сплавы не сохраняют своей первичной структуры. Рассмотрим процессы вторичной кристаллизации сталей. Для наглядности выделим левую часть диаграммы (см. рис. 4.2), охватывающую процессы вторичной кристаллизации стали (рис. 4.3). [c.64]

У металлов н сплавов е аллотропическими модификациями, например у сталей, в процессе охлаждения в твердом состоянии протекает вторичная кристаллизация или перекристаллизация. В этом случае свойства вторичной структуры определяются модификациями, стабильными при более низких температурах. Существует, однако, определенная связь между первичной и вторичной структурами, поэтому необходимы исследования первичной структуры н у сплавов е аллотропическими превращениями. Кроме того, первичная структура перед перекристаллизацией подвержена воздействию нагрузок, например усадочных напряжений. Образующиеся в сварных швах трещ.ины не могут быть объяснены вторичной кристаллизацией. Поэтому для металлографических исследований важно иметь представление о процессах первичной кристаллизации. [c.30]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...