Мартенсит высокотемпературный

Последнего недостатка лишена высокотемпературная термо-механическая обработка (ВТМО). При этом способе (рис. 86,6) материал деформируют в интервале 800 —900°С при степени деформации 20—30%, после чего подвергают закалке на мартенсит и отпуску. Иногда производят изотермическую закалку на бейнит (рис. 86, в). = [c.176]

Кроме рассмотренных ранее факторов, на структуру и свойства сплавов, испытывающих полиморфные превращения и подвергнутых ВТМО, существенное влияние оказывает наследование дефектов, созданных при горячей деформации высокотемпературной фазы (например, аустенита) низкотемпературной фазой (мартенсит-ной). [c.545]

В зависимости от равновесной или полученной после высокотемпературного нагрева и охлаждения на спокойном воздухе (нормализации) микроструктуры стали подразделяют на классы перлитный — основная структура перлит-, мартенситный — основная структура мартенсит-, мартенситно-ферритный — в структуре, кроме мартенсита содержится не менее 10% феррита ферритный — основная структура феррит аустенитно-мартенситный — количество аустенита и мартенсита в структуре могут меняться в широких пределах аусте-нитно-ферритный — кроме аустенита содержится и феррит (феррита более 10%) аусте-нитный — основная структура аустенит. [c.277]

Наиболее часто (конструкционные углеродистые и легированные стали) кристаллы мартенсита имеют форму тонких реек (реечный мартенсит), вытянутых в одном направлении (см. рис. 118,6, 121). Чаще образуется и наблюдается пакет из реек (см. рис. 121). Такой высокотемпературный мартенсит называют массивным, в отличие от игольчатого (см. рис. 118). [c.174]

Высокий отпуск (для уменьшения твердости) После горячей механической обработки ста.чь чаще имеет. мелкое зерно и удовлетворительную микроструктуру, поэтому не требуется фазовой перекристаллизации (отжига). Но вследствие ускоренного охлаждения после прокатки или другой горячей обработки легированные стали имеют неравновесную структуру — сорбит, троостит, бей-нкт или мартенсит — и, как следствие этого, высокую твердость. Для снижения твердости на металлургических заводах сортовой прокат подвергают высокому отпуску при 650—700 С (несколько ниже точки Л,) в течение 3—15 ч и последующему охлаждению. При нагреве до указанных температур происходят процессы распада мартенсита н (или) бейнита, коагуляция и сфероидизация карбидов к в итоге снижается твердость. Углеродистые стали подвергают высокому отпуску в тех случаях, когда они предназначаются для обработки резанием, холодной высадки или волочения. Высокий отпуск снижает твердость до требуемых значений и обеспечивает опти.мальную для обработки резанием микроструктуру — феррит н смесь зернистого и пластинчатого перлита. После высокотемпературного отпуска доэвтектоидная сталь лучше обрабатывается резанием, чем после полного отжига (см. с. 194), когда структура — обособленные участки феррита и перлита. Структурно свободный феррит налипает на кромку инстру.мента, ухудшает качество поверхности изделия, снижает теплоотдачу, и поэтому снижает скорость резания и стойкость инструмента. Для высоколегированных сталей, у которых практически не отмечается перлитного превращения, высокий отпуск является единственной термической обработкой, позволяющей снизить их твердость. [c.193]

Чаще всего после отжига твердость заготовок из карбидостали составляет 35—45 HR , а для еще большего снижения твердости рекомендуется совместить с отжигом обработку холодом (рис. 60, а), что способствует переходу остаточного аустенита в мартенсит. При последующем высокотемпературном нагреве ниже точки Ас мартенсит в свою [c.109]

В зависимости от температуры отпуска различают низко- (низкий), средне- (средний) и высокотемпературный (высокий) виды отпуска. Закалка на мартенсит с последующим высоким отпуском называется улучшением сталей. Улучшение обеспечивает хороший комплекс свойств (прочность, ударная вязкость, твердость) и применяется для ответственных изделий из среднеуглеродистых сталей (коленчатые валы, шатуны и другие детали). [c.158]

Следует отличать высокотемпературную хрупкость 12%-ных хромистых сталей от обычной закалки на мартенсит. [c.51]

Недостатком процесса традиционной термической закалки инструмента является большое количество устойчивого остаточного аустенита, который трудно поддается превращению в мартенсит при повторных высокотемпературных отпусках. С целью превращения остаточного аустенита в мартенсит, применяют криогенную обработку, также называемую обработкой холодом. Охлаждение до отрицательных температур вызывает дополнительное мартенситное превращение, в результате которого в тонких поверхностных слоях формируется структура мелкодисперсного мартенсита повышенной твердости. Обработку холодом проводят сразу после закалки, чтобы не допустить стабилизации аустенита. После обработки холодом инструмент подвергают низкому отпуску, так как обработка холодом не снижает внутренних напряжений. [c.108]

Мартенситное превращение происходит не только у сталей, оно обнаружено у многих металлов и сплавов, испытывающих аллотропические или полиморфные превращения при быстром значительном переохлаждении высокотемпературных модификаций. Особенностью мартенситного превращения в сталях является его необратимость. Превращение аустенита в мартенсит — бездиффузионный процесс. Превращение мартенсита в аустенит при нагреве происходит диффузионно. [c.189]

Высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО) стали представляет сочетание нагрева до температуры, отвечающей области существования стабильного аустенита (выше Асз), деформации и немедленной закалки на мартенсит (рис. 187). [c.325]

Быстрорежущие стали можно подвергать многократному отпуску для превращения остаточного аустенита в мартенсит следовательно, для сталей этого типа охлаждение не является единственным и рациональным средством указанных превращений. Применение охлаждения быстрорежущих сталей целесообразно для закалки тех видов изделий, у которых в процессе высокотемпературной закалки с отпуском может испортиться ее поверхность, а также для закалки изделий сложной конфигурации. 4 51 [c.51]

Обработка холодом инструментов, изготовляемых из низколегированных быстрорежущих сталей, более эффективна по сравнению с обычной термической обработкой этих инструментов, поскольку указанные стали сохраняют после закалки большие количества устойчивого остаточного аустенита, трудно поддающегося превращению в мартенсит при повторных высокотемпературных отпусках. При охлаждении таких инструментов до температур ниже 270 К улучшаются их режущие свойства. [c.52]

Для сталей, склонных к сохранению сравнительно большого количества остаточного аустенита после закалки, предусматривается двукратный высокотемпературный отпуск с промежуточным охлаждением. Такая технология способствует еще более полному превращению остаточного аустенита в мартенсит (после второго отпуска). [c.62]

Высокотемпературный отпуск (500—680 °С), в результате которого мартенсит превращается в сорбит. Прочность сплава остается еще достаточно высокой, а вязкость резко возрастает. [c.120]

Детали, закаленные на мартенсит, упрочняют обработкой на белый слой точением твердосплавными резцами с большим отрицательным передним углом (до 45°) без смазочно-охлаждающих жидкостей при скорости резания 60 — 80 м/мин. Поверхностный слой при этом подвергается своего рода термомеханической обработке, представляющей собой совмещение процессов высокотемпературной деформации и вторичной закалки. На поверхности образуется светлая нетравящаяся корка толщиной 0,1—0,2 мм, обладающая высокой твердостью НУ 1000—1300 При исходной твердости материала НУ 600—700) и состоящая из мелкозернистого (размер зерна 0,05—0,1 мкм) тонкоигольчатого мартенсита втюричной закалки с высокодисперсными карбидными включениями. В зоне белого слоя возникают чрезвычайно высокие сжимающие напряжения (до 500 кгс/мм ), обусловливающие резкое повыщение циклической прочности. Усталостно-коррозионная стойкость повышается примерно в 10 раз п6 сравнению с исходной. Хорошие результаты получаются только йрн условии сплошности белого слоя. В противном случае на участках разрыва слоя возникают скачки напряжений, снижаюНтие циклическую прочность. Чистовую обработку белого слоя производят микрошлифованием, полированием и суперфинишированием. [c.323]

Пакетный мартенсит, также называемый реечным, массивным, высокотемпературным и недвойниковым (дислокационным) имеет форму примерно одинаково ориентированных тонких пластин (реек). Они образуют плотный более или менее равноосный пакет. Ширина реек 0,1...1,0 мкм, поэтому оптической металлографией выявляются только их пакеты. По этой причине пакетный мартенсит получил название массивного. Пакетный мартенсит образуется в большинстве низкоуглеродистых легированных сталей. Он характеризуется сложным дислокационным строением с высокой плотностью дислокаций (до 10 ...10 см ). Его образование обусловлено пластической деформацией исходной решетки аустенита путем скольжения. [c.524]

При ТМО сталей наблюдается весьма сложное взаимодействие процессов пластической деформации и фазового превращения. Известно, что при пластической деформации в области стабильного аустенита (выше точки Асз) зерна аустенита дробятся на более мелкие и процесс блокообразования протекает более интенсивно. Последующая закалка, при которой температура стали быстро снижается ниже температуры рекристаллизации (чем предотвращается развитие собирательной рекристаллизации), позволяет сохранить блочную структуру деформированного аустенита до начала мартенситного превращения, которое протекает в пределах блочной структуры аустенита. Чем мельче будут получаемые при высокотемпературной деформации блоки в аустените, тем более дисперсной окажется структура мартенсита. Это и понятно, так как в тонкой структуре аустенита с нарушенным строением кристаллической решетки в областях границ блоков имеется большое число центров, энергетически выгодных для образования зародышей кристаллов мартенсита, а это предопределяет развитие тонких мартенситных пластинок. Превращение аустенита в мартенсит сопровождается дальнейшим измельчением областей когерентного рассеивания внутри кристаллов мартенсита до 10 — 10- см [19]. [c.15]

Металлографический контроль определяет и устанавливает степень нагрева деталей (перегрев, недогрев), определяет степень насыщения поверхности углеродом, азотом и другими элементами, устанавливает степень охлаждения и полноту выполнения заданных процессов (например, если не был дан высокотемпературный отпуск, то в структуре будет установлен нераспавшийся мартенсит или наличие избыточного аустенита), указывает на отсутствие выдержки после цементации для снижения закалочной температуры и т. д. [c.498]

Чистое железо — мягкий и пластичный металл и поэтому он чаще используется лишь в качестве исходного материала при производстве специальных сталей. Стали состоят из железа с добавками углерода, который в сочетании с соответствующей термической обработкой, увеличивает пределы текучести и ползучести. Растворенный углерод стабилизирует аустенит — высокотемпературную аллотропическую форму железа — и очень незначительно стабилизирует феррит, находясь в стали преимущественно в виде цементита РезС. Когда температура стали повышается, сталь переходит в аустенитное состояние, а при последующем охлаждении ниже этой температуры сталь претерпевает эвтектоидное превращение, в результате которого выделяется феррит и цементит. Если превращение имеет место при температуре, при которой диффузионные процессы не происходят, образуется мартенсит, представляющий собой пересыщенный твердый заствор углерода в железе и обладающий высокой твердостью. <огда превращение происходит при высокой температуре, образуется перлит, который состоит из пластинок феррита и цементита. Стали бывают либо доэвтектоидные, в которых содержится в основном феррит, либо заэвтектоидные, содержащие свободный цементит. Структура, состоящая из феррита и перлита, мягкая и пластичная, но с увеличением скорости охлаждения, температура превращения понижается и перлитная структура становится более мелкозернистой, а материал более твердым. При промежуточных значениях температуры между мартенситом и перлитом существуют структуры, известные под общим названием бейнит. Мелкие выделения цементита и феррита, наблюдаемые с помощью металлографического микроскопа, меняют структуру от пластинчатой при высокой температуре (верхний бейнит), до перистой при более низкой температуре (нижний бейнит). [c.48]

В результате ЭМО на поверхности деталей, изготовленных из порошковых материалов, как и при обработке деталей из компактных материалов, образуется упрочненный слой, состоящий из мартенсита и остаточного аустенита. Результаты рентгеноструктурных исследований, проведенных на приборе ДРОН-3, показали, что с увеличением силы электрического тока повышается содержание углерода в мартенсите, размер блоков мартенсита, количество остаточного аустенита. Возрастает также твердость поверхностного слоя [7]. Это, вероятно, обусловлено тем, что с увеличением силы электрического тока при неизменных прочих условиях возрастают объем высокотемпературной зоны и степень ее разогрева, что приводит к повышению продолжительности воздействия высоких температур, продолжительности роста зерна аустенита. Наличие пористости, незначительная масса исследованных втулок (150 г), а также малая толщина стенок (6 мм) приводят к уменьшению скорости охлаждения при ЭМО, что оказывает значительное влияние на дисперсность мартенсита и характер распределения углерода в поверхностном слое. [c.142]

В зависимости от температуры нагрева упрочненная зона может в общем случае состоять из трех или двух слоев. Первый слой с температурой нагрева выше температуры плавления имеет явно выраженную дендритную структуру. Оси дендритов при этом растут перпендикулярно границе раздела в направлении отвода теплоты в тело детали. Между оплавленным слоем и следующей за ним зоной термического влияния существует четкая 1 раница. Зона термического влияния обычно состоит из белого и переходного слоев. Белый слой представляет собой светлую нетравящуюся полосу. Предполагают, что этот слой имеет высокую концентрацию азота за счет высокотемпературного насыщения азотом воздуха. Вследствие высокой скорости охлаждения эта зона имеет закаленную структуру, строение которой зависит от концентрации углерода. В закаленном слое технш1ески чистого железа происходит измельчение зерна феррита (от 50 до 10—15 мкм), а в отдельных зернах образуется пакетный мартенсит с развитой блочной структурой, имеющей невысокую твердость. В малоуглеродистой стали эта зона состоит из пакетного мартенсита, а в среднеуглеродистых сталях — из пакетного и пластинчатого мартенсита с небольшим количеством остаточного аустенита, в эвтектоидной стали эта зона представляет пластинчатый высокодисперсный мартенсит с 20% остаточного аустенита. С увеличением концентрации углерода в стали содержание остаточного аустенита возрастает, что вызывает снижение твердости этой зоны. Второй слой зоны термического влияния является переходным к исходной структуре. У доэвтектоидной стали он состоит из феррита и мартенсита. [c.132]

Массивные превращения, при которых фазовое превращение осуществляется нормальными (индивидуальными) переходами атомов через межфазную поверхность без перераспределения компонентов между фазами. Характерной особенностью их является образование фазы того же состава, что и исходная фаза. В этом отношении массивное превращение имеет много сходного с мартенсит-ным, оба они происходят безызбирательно. Однако, в отличие от мартенситного превращения, массивное превращение не ведет к образованию ориентированных кристаллов. В соответствии с данными [3381 кристаллы, растущие по массивному механизму, пересекают границы, существовавшие в высокотемпературной фазе, и приобретают более или менее равноосную форму, о разрешает предположить отсутствие кристаллогеометрической связи между исходной и образующейся фазами. [c.29]

Памятью формы называют специфическое свойство некоторых металлических сплавов, которое состоит в восстановлении деформаций, сообщенных материалу при температуре ниже некоторой переходной, в результате его нагревания до температуры выше переходной. Указанное свойство определяется особенностями кристаллической структуры и фазовых трансформаций этих сплавов при изменениях термонапряженного состояния. Под фазовьши трансформациями при этом понимают переход исходной (условно ее можно назвать высокотемпературной) фазы в мартенситную (низкотемпературную) фазу - мартенсит - при понижении температуры, и также обратный переход мартенсита в исходную фазу при повышении температуры. Мартенсит (в честь немецкого металлурга Мартенса) - метастабильная фаза металла или сплава, получаемая охлаждением от температуры выше переходной, характеризующаяся игольчатой (пластинчатой) кристаллической микроструктурой. Помимо охлажден сплава напряжениями.ия мартенситный переход (в определенном диапазоне температур) может быть инициирован приложенными к образцу [c.247]

В закаленных низко- и среднеуглеродистых сталях, а также в большинстве конструкционных легированных сталей мартенсит имеет форму тонких, параллельно расположенных, вытянутых в одном направлении образований, напоминающих форму реек. За это сходство мартенсит и назван реечным (его также называют массивным, высокотемпературным или недвойникованным). Реечный мартенсит отличается сложной субструктурой, характеризующейся дислока-ционными сплетениями при высокой плотности дислокаций (порядка — [c.14]

Склонность к КР сталей типа Х13 в высокотемпературных хлоридных средах сильно зависит от их структуры и режима термообработки. После закалки на мартенсит с низким от- ю пуском стойкость низка, она щз заметно растет при высоком отпуске (650—780 X), уве- личиваясь с повышением температуры отпуска. Термообработка на ферритную структуру (отжиг при 800—850° С) дает стойкость несколько ниже, чем термообработка на высокоотпущенный мартенсит (закалка с высоким отпуском), но гораздо выше, чем термообработка на низ-коотпущенный мартенсит (закалка с низким отпуском). [c.131]

На рис. 1.99 показано влияние уровня напряжений на КР сталей, содержащих 2—-7 % Ni, в высокотемпературной хлоридсодержащей водной среде. Видно, что материалы, термообработанные на состояние с максимальной прочностью и низкой пластичностью, быстро разрушаются даже при напряжениях значительно ниже предела текучести, например сталь 06Х17Н4Д4Б после закалки со старением при 500 °С — в течение 4 ч. (То же характерно и для сталей типа 14Х17Н2 и 03X17Н4, содержащих после закалки неотпущенный мартенсит.) [c.133]

Максимальная пластичность достигается, по-видимому, для микрозеренной сверхпластичности в высокотемпературной области при (0,5—0,8) Tg, где Tg — температура солидуса (условия описаны впервые А. А. Бочваром) при мартенсит-ных превращениях — в температурном интервале между -f(200—300) и —(70- 190)° С. [c.227]

Большое количество остаточного аустенита в сталях, закаленных при тейпературе, превышающей обычную температуру закалки, превращается при высокотемпературном отпуске в мартенсит, вследствие чего увеличивается твердость. [c.201]

Упругая энергия сдавленной матрицей мартенситной пластины может быть очень большой, и превращение при охлаждении высокотемпературной фазы не может начаться вплоть до того момента, пока химическая движущая сила не превзойдет упругую энергию. Так как при этом возможны другие превращения, происходящие путем образования зародышей и их роста, которые развиваются при значительно меньших значениях движущей силы, то часто мартенсит можно получить лишь при быстром охлаждении от температуры, превышающей температуру превращения. Мартенситное превращение обычно начинается при некоторой температуре Ms, зависящей от предшествующих механической и термической обработок и от размера зерна и не зависящей от скорости охлаждения. В сталях химическая движущая сила в точке Ms составляет около 300 калIмоль, в случае же превращений с малым изменением формы химическая движущая сила значительно меньше этой величины. Большая величина движущей силы отвечает большому температурному гистерезису между превращением при охлаждении и обратным превращением при нагреве. [c.312]

В сталях мартенситного класса необходимое для упрочнения количество мартенситной фазы образуется после высокотемпературного иагрева с охлаждением до комнатной температуры (рис, 65), т. е. закалки на мартенсит. Это обеспечивается при относительно небольшом суммарном содержании легирующих элементов в стали. Учитывая, что большинство легирующих элементов увеличивают стабильность аустенита, понижая температуру точки Мп, возможности легирования коррозиониостойких сталей мартенситного класса ограничены. [c.151]

Повышение температуры закалки до 1250° С различно влияет на степень превращения аустенита в мартенсит в стали ЭП222 с 20% и 22% Сг. В случае стали, содержащей 22% Сг (при недостатке никеля и азота) и имеющей после высокотемпературной закалки до 20% феррита, повышение температуры нагрева под [c.168]

Реечный мартенсит, называемый также массивным, высокотемпературным, недвойникованным, образуется в закаленных малоуглеродистых и среднеуглеродистых сталях, а также в большинстве конструкционных легированных сталях. Кристаллы этого мартенсита имеют форму тонких реек, В ытянутых в одном нанравлении (отсюда название этой формы мартенсита). Рейки параллельны и образуют плотный пакет, внутри которого они разделены мало- или высокоугловыми границами. [c.243]

Пакетный мартенсит (реечный, массивный, высокотемпературный) наблюдается в закаленных низкоуглеро- [c.113]

Реечный мартенсит (который называют также массивным, высокотемпературным и недвойникованным) —это широко распространенный морфологический тип, который можно наблюдать в закаленных малоуглеродистых и среднеуглеродистых сталях, большинстве конструкционных легированных сталей, сравнительно малолегированных безуглеродистых железных сплавах, например в сплавах Fe—Ni при концентрации менее 28% Ni. Кристаллы этого мартенсита имеют форму тонких реек (планок), вытянутых в одном направлении. Реечные кристаллы расположены параллельно один другому и образуют плотный пакет, внутри которого соседние рейки разделены мало- или высокоугловыми границами. Габитусная плоскость реечных кристаллов в мартенсите сплавов железа близка к кристаллографической плоскости 111 а- [c.231]

На отдельных стадиях высокотемпературного отпуска поли-гонизационная перестройка дислокационной структуры приводит к образованию малоугловых границ. Формирование центров рекристаллизации а-фазы и развитие их в рекристаллизованные зерна, подобно тому, как это происходит при первичной рекристаллизации холоднодеформированного металла, при отпуске сталей не наблюдались, несмотря на высокую плотность дислокаций в мартенсите. [c.343]

Закалка углеродистых сталей (см. 26) состоит в том, что при резком охлал-сдеиии высокотемпературной фазы (аустенита), в металле появляется совершенно новая фаза, несуществующая в равновесном состоянии в системе железо — углерод. Эта фаза называется мартенситом. Поэтому закалку с полиморфным превращением иногда называют закалкой на мартенсит. [c.102]

Эти особенности мартенситного преврашения указывают на то, что оно не связано с диффузионными процессами. Бездиффузионный механизм роста частиц мартенсита заключается в совместном (кооперативном) пе-ремешенни атомов на расстояния, меньшие межатомных, в результате чего и возникает новая кристаллическая решетка. Оказалось, что подобные превращения присущи не только углеродистым сталям, но и другим сплавам железо — никель, медь — алюминий, титановым сплавам и даже чистым металлам — кобальту, литию. Мартенситное превращение возможно в тех случаях, когда более высокотемпературная модификация не имеет возможности превратиться в нпзкоте у1пературную путем обычного диффузионного процесса. Препятствием для этого может явиться значительное снижение температуры и введение чужеродных атомов, т. е. легирование металла. Например, в чистом железе мартенсит не удается получить, но в углеродистых сталях (сплавах железа с углеродом) он появляется при достаточно быстром охлаждении. Повышение прочности металла вследствие мартенситного превращения объясняется образованием пересыщенного раствора (если речь идет о сплаве), возникновением двойников и возрастанием плотности дислокаций из-за упруго-пластической деформации, вызываемой фазовым превращением, выделением из раствора мельчайших частиц карбидов (в случае сплавов с углеродом). [c.103]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...