Аустенит превращение в мартенсит

Реплика. Сильно протравленные темные участки представляют собой феррит, внутри которого имеются субграницы и небольшие цементитные частицы. Более светлые участки — аустенит, превращенный в мартенсит. Видно, что часть цементита растворилась во время образования аустенита, и что сохранившиеся карбидные частицы окружены аустенитом. Нерастворившиеся зерна цементита сильно выросли. [c.65]

Нестабильность структуры сталей, применяющихся для изготовления деталей машин, сводится к следующим возможным изменениям. В структуре углеродистых сталей с содержанием более 0,6% С, а в легированных и высоколегированных сталях и при меньшем содержании углерода после закалки может сохраняться некоторое количество остаточного аустенита (от 2—3 до 10—15% и выше). Если этот аустенит не устранен последующими термическими операциями или не переведен в высокостабильную структуру, со временем может происходить его постепенное самопроизвольное частичное превращение в мартенсит — структуру большего удельного объема. Это ведет к увеличению линейных размеров детали. Содержание остаточного аустенита после закалки может возрастать в результате перегрева, а также в случае применения горячих охлаждающих сред (хотя последний метод закалки предпочтительнее, так как значительно понижает термические внутренние напряжения). [c.406]

Наряду с общей коррозией в зонах, прилегающих к сварному шву, наблюдается также межкристаллитная коррозия, которая возникает в результате обеднения хромом границ зерен феррита и концентрации напряжений соприкасающихся фаз феррита и превращенного в мартенсит аустенита. При фиксировании состояния твердого раствора с высокой температуры пе удается сохранить аустенит в чистом виде — всегда образуются в большем пли меньшем количестве продукты его превращения. [c.19]

Как ранее уже отмечалось, для повышения износостойкости в абразивной среде рекомендуется структура мартенситно-аусте-нитная или мартенситно-аустенитно-карбидная с обособленными карбидами, причем аустенит должен быть неустойчивым и претерпевать структурные превращения в мартенсит при взаимодействии с абразивом. [c.12]

Первая причина связана с разностью удельных объемов образующихся при вторичной кристаллизации фаз. Например, у аусте-нита он составляет 0,1275 см г, а у прочного, но малопластичного мартенсита - 0,1310 см г. При сварке закаливающихся сталей исходная твердая фаза - аустенит - при охлаждении почти полностью распадается, превращаясь в другие фазы, в том числе и в мартенсит. Металл при этом увеличивается в объеме, как бы разбухает. Основные превращения происходят при температурах выше 400 °С, горячий металл пластичен, напряжений в нем не возникает. Чем больше скорость охлаждения, тем больше образуется мартенсита, происходит закалка, но в то же время больше остается аустенита, не успевшего распасться при высоких температурах. Его превращение в мартенсит медленно продолжается при низких температурах, при которых металл приобрел высокую прочность, но стал хрупким. Теперь в результате увеличения объема возникают и накапливаются внутренние напряжения, образуются трещины. [c.33]

Закалка с обработкой холодом предусматривает продолжение охлаждения закаленной стали до температур ниже нуля. В структуре закаленных сталей, у которых точка М . лежит в области минусовых температур, всегда присутствует значительное количество остаточного аустенита (см. рис. 3.6, б). Обработку холодом проводят для уменьщения его количества. Это особенно важно для сталей, которые используются для изготовления мерительного инструмента, пружин и деталей подшипников качения. Аустенит в результате самопроизвольного превращения в мартенсит понижает твердость, износостойкость, нередко приводит к изменению размеров деталей, работающих при низких температурах. [c.56]

Положение точек начала и завершения мартенситно-го превращения зависит от содержания углерода. С увеличением количества углерода температуры и снижаются. Для эвтектоидной стали они составляют 240 и -50 °С соответственно. Если же эвтектоидную сталь охладить до комнатной температуры, то кроме мартенсита в ней будет присутствовать некоторое количества аустенита. При отсутствии немедленного дальнейшего охлаждения этот аустенит становится более устойчивым, при последующем охлаждении через некоторое время его превращение в мартенсит затруднено. Аустенит, сохраняющийся в структуре стали, называется остаточным. Небольшое количество остаточного аустенита находится в стали и после непрерывного охлаждения ниже точки М . [c.116]

При данной температуре структура стали будет состоять из аустенита и цементита, В результате быстрого охлаждения аустенит перейдет в мартенсит, а цементит сохранится в структуре закаленной стали, так как он не претерпевает превращений при охлаждении. [c.193]

Влияние марганца. Диаграмма состояния— рис. 1.83 [14]. Лз и А4 сдвигаются с увеличением содержания Мп соответственно к низкой и высокой температуре. С увеличением содержания Мп превращение у—а смещается в область низких температур, так что диффузия при превращении затрудняется или вообще не может происходить. Поэтому при >5 % Мп аустенит переходит в мартенсит (бездиффузионное превращение). Безуглеродистый мартенсит (кубическая сингония) имеет такой же состав по марганцу, что и аустенит. [c.40]

После закалки не достигается максимальная твердость сталей (60 -65 HR ), так как в структуре кроме мартенсита и первичных карбидов содержится 30 - 40 % остаточного аустенита, присутствие которого вызвано снижением температуры точки Мк ниже 0°С. Остаточный аустенит превращают в мартенсит при отпуске или обработке холодом. Отпуск проводят при 550 — 570 °С. В процессе выдержки при отпуске из мартенсита и остаточного аустенита выделяются дисперсные карбиды Meg С. Аустенит, обедняясь углеродом и легирующими элементами, становится менее устойчивым и при охлаждении ниже точки Мн испытывает мартенситное превращение (на рис. 19.1 температурный интервал превращения показан жирной линией). Однократного отпуска недостаточно для превращения всего остаточного аустенита. Применяют двух-, трехкратный отпуск с выдержкой по 1 ч и охлаждением на воздухе. При этом количество аустенита снижается до 3 - 5 %. Применение обработки холодом после закалки сокращает цикл термической обработки (см. рис. 19.1,6). В термически обработанном состоянии быстрорежущие стали имеют структуру, состоящую из мартенсита отпуска и карбидов (рис. 19.3), и твердость 63 - 65 HR , [c.617]

При содержании хрома менее 15% левее аустенитной области находятся сплавы аустенито-мартенситного класса, которые представляют большой интерес для разработки кавитационно-стойких сталей. Эти сплавы при температуре аустенизации имеют однофазную структуру у-твердого раствора при охлаждении аусте-нит частично превращается в мартенсит. Металлографические исследования показывают, что мартенсит при этом находится в зернах аустенита в виде крупных игл или пластин. Количество аустенита, превращенного в мартенсит, зависит от содержания в сплаве аустенитообразующих элементов (Мп, С, N, Ni). Не распавшийся при закалке аустенит находится в метастабильном состоянии и легко превращается в мартенсит при микроударном воздействии [44]. [c.167]

Такая термообработка обеспечивает превращение остаточного аустени-та в мартенсит. [c.9]

При отпуске из остаточного аустенита выделяются карбиды легирующих элементов, что влечет за собой повышение температуры мартенситного превращения, и при охлаждении аустенит превращается в мартенсит. Для уменьшения количества остаточного аустенита иногда закаленную сталь охлаждают в область отрицательных температур (-80 °С), что также способствует увеличению количества мартенсита. [c.137]

Мартенсит имеет игольчатое строение и является основной структурой закаленной стали. Для мартенситного превращения характерно то, что оно происходит не при постоянной температуре, а при ее понижении. Как только аустенит переохладится до достаточно низких температур, сразу начинается процесс его превращения в мартенсит. В момент достижения этой (определенной) температуры образуется первый кристалл мартенсита. Далее с очень большой скоростью возникает пластинка мартенсита [c.22]

В закаленной стали всегда остается некоторое количество аустенита, не превращенного в мартенсит. Этот аустенит называется остаточным аустенитом. Он сохраняется не только при 20 , но и при нагревании закаленной стали до 200°, и лишь при отпуске на 250° быстро распадается с образованием так называемого отпущенного мартенсита. Это превращение сопровождается некоторым увеличением объема и повышением твердости и хрупкости. [c.187]

В структуре закаленной быстрорежущей стали содержится от 30 до 40% остаточного аустенита твердость такой стали значительно ниже, чем при однородной мартенситной структуре. Поэтому для наиболее полного превращения остаточного аустенита в мартенсит применяют многократный отпуск с выдержкой по 1 часу (/, //, III,. .. и т. д., рис. 60), Во время выдержки при отпуске из аустенита выделяются карбиды, а при охлаждении аустенит превращается в мартенсит, В результате твердость и износостойкость стали повышаются. Структура быстрорежущей стали после отпуска — мартенсит отпуска, высокодисперсные карбиды и небольшое количество остаточного аустенита. [c.124]

Минимальная скорость охлаждения, при которой аустенит превращается в мартенсит без структур перлитного типа, называется критической скоростью закалки. При совмещении кривых охлаждения с диаграммой изотермического превращения критическая скорость охлаждения проводится по касательной к С-об-разной кривой (рис. 47). [c.67]

Только после низкотемпературных превращений (375° С — ф. 350/1, 310°С — ф. 350/3 и 4 и 265° С —ф. 351/1) бейнит становится игольчатым. На микрофотографии 350/1 видно, что бейнитное превращение не завершено. Между бейиитними иглами присутствует аустенит, превращенный в мартенсит (см. ф. 350/2) заметно, что бейнит растет в виде игл. С уменьшением температуры превращений структура бейнита становится все более мелкодисперсной и игольчатой (ф. 350/3), а цементитные выделения все более мелкими (ф. 350/4,5). На микрофотографии 351/1 выделения настолько мелки, что они не разрешаются за исключением нескольких крупных частиц. [c.19]

Второе превращение - при охлаждении стали - состоит в превращении аустенита в перлит или перлитоподобные продукты. Третье превращение происходит при быстром охлаждении стали (закалка), когда аустенит превращается в мартенсит. Четвертое превращение заключается в разложении мартенсита при отпуске закаленной стали, при этом в зависимости от температуры отпуска получаются различные структуры, которые будут рассмотрены Р1иже. Любой технологический процесс термической обработки стали состоит из соответствующих комбинаций этих четырех превращений. [c.161]

Положительная особенность масла - более низкая скорость охлаждения при температурах 200-300°С, что обеспечивает уменьшение брака от трещин. Однако для углеродистых сталей такая скорость охлаждения может быть недостаточной для предотвращения распада аустени 1а (вместо превращения в мартенсит), но для легированных сталей скорость охлаждения в масле вполне достаточна для получения структуры мартенсита. Для п(5лучения оптимальных результатов разработаны различные способы охлаждения, которые описаны в специальной и справочной литературе. [c.236]

К- Эделеану [111,82 111,92] указывает, что особенно склонна к коррозионному растрескиванию нержавеющая сталь, содержащая квазимартенсит . В том случае, когда весь аустенит превратился в мартенсит, разность в объемах фаз, а соответственно и механические напряжения, отсутствуют. Сталь в этом случае не подвергается коррозионному растрескиванию [111,82 111,94]. К- Эделеану [111,92] считает, что если превращение аустенита в мартенсит прошло не полностью, то зерна аустенита в углах коррозионной трещины находятся в весьма напряженном состоянии, а это значительно усиливает дальнейшее развитие коррозионного растрескивания. По мнению X. И. Роха [111,97], сталь, содержащая 19% хрома и 7,5% никеля, тем более склонна к коррозионному растрескиванию, чем глубже она после закалки при температуре 1050° С лежит в у-области. Эта же сталь в отожженном состоянии содержит 4% феррита и после холодной обработки не растрескивается в растворе хлористого кальция. По мнению автора, в этом случае феррит, являясь анодом, защищает от разрушения зерна аустенита. Вместе с тем X. И. Роха [111,97] указывает, что уже небольшое количество выделившейся ферритной составляющей может существенным образом изменить напряженное состояние в металле.Это обстоятельство видимо, и является решающим для чувствительности стали к коррозионному растрескиванию. Большинство авторов [111,83 111,92 II1,94 111,69] указывает, что чисто аустенитные стали более склонны к коррозионному растрескиванию, чем ферритные и мартенситные. Однако наличие в структуре стали феррита не всегда обеспечивает полный иммунитет к коррозионному растрескиванию [111,99]. Если же в ее структуре имеется б-фаза, время испытаний до разрушения образца увеличивается [111,82 111,100]. [c.146]

После закалки следует отпуск при 550—570 °С, вызывающий превращение остаточного аустенита в мартенсит и дисперсионное твердение в результате частичного распада мартенсита и выделения дисперсных карбидов. Это сопровождается увеличением твердости (вторичная твердость). В процессе выдержки при отпуске из остаточного аустенита выделяются карбиды, что уменьшает его легированность, и поэтому при последующем охлаждении он претерпевает мартенситное превращение Мц л 150 °С). В процессе однократного отпуска только часть остаточного аустенита превращается в мартенсит. Чтобы весь остаточный аустенит перешел в мартенсит и произошел отпуск вновь образовавшегося мартенсита, применяют многократный (чаще трехкратный) отпуск при 550—570 °С. Продолжительность каждого отпуска 45— 60 мин. Для стали Р6М5 оптимальный режим отпуска, обеспечивающий наибольшую твердость и высокие механические свойства 350 °С 1 ч (первый отпуск) и 560—570 °С по 1 ч (последующие два отпуска). Получение более высокой твердости объясняется тем, что при температуре 350 °С выделяются частицы цементита, равномерно распределенные в стали. Это способствует более однородному выделению и распределению специальных карбидов Mg при температуре 560—570 °С. [c.355]

У материалов, которые имеют структурные превращения с изменением объема кристаллической решетки, например в некоторых сталях распад остаточного аустенита в мартенсит, характер э1поры внутренних напряжений может значительно измениться. При нормальных и пониженных температурах аустенит превращается в мартенсит, объем решетки которого больше объема решетки аустенита. В результате этого в сварных швах появляются остаточные напряжения сжатия, а в прилежащей зоне — растяжения. Они суммируются с напряжениями от неравномерного нагрева и усадки металла. [c.501]

При отпуске в быстрорежущей стали протекают два процесса. Первый происходит при ее нагреве и выдержке при температуре отпуска и заключается в выделении из остаточного аустенита карбидов в измельченном состоянии. Вследствие этого аустенит становится менее легированным,что облегчает его превращение в мартенсит. При втором процессе, протекающем при 200-100 °С (т. е. при охлаждении стали), аустенит превращается в мартенсит. В процессе отпуска снимаются внутренние напряжения, полученные сталью при закалке. После отпуска структура стали состоит из мелкоигольчатого мартенсита и карбидов. Твердость составляет 62-65 HR g. [c.208]

В небольших количествах (10—20 %) аустенит может содержаться В конструкционных сталях после закалки. При этом его влияние на стойкость стали к СР отрицательно [2.14] и связано с его распадом и превращением в мартенсит или бейнит. Для конструкционных сталей, имеющих в основном решетку сс-же-леза, стойкость к сероводородному растрескиванию зависит от типа структуры, получаемой после термической обработки. Наибольшей стойкостью Б сероводородной среде обладают стали со структурой отпущенного мартенсита (сорбит). Для закаленной и отпущенной на сорбит стали с 0,35 % С и стали, нормализованной и отпущенной (продукты отпуска бейнита), с 0,13 % С, имеющих одинаковую прочность (Ств = 1050 МПа), пороговое напряжение закаленной и отпущенной стали выше, чем нормализованной и отпущенной (345 и 275 МПа соответственно) [2.12]. Для стали типа 40ХМ после закалки в масле, кипящей воде, воздушной струе и последующего отпуска при различных температурах пороговое напряжение СР выше, если в результате закалки получена мартенситная структура (рис. 2.10). Феррито-перлитные стали обладают меньшей стойкостью к СР по сравнению с улучшаемыми сталями при одинаковом пределе текучести [2.12, 2.16]. [c.149]

Transformation hardening — Закалка стали с полиморфным превращением. Термообработка сталей, включающая аустенитизацию с последующим охлаждением при таких условиях, что аустенит превращается в мартенсит и, возможно, в бейнит. [c.1064]

Распад остаточного аустенита. Остаточный аустенит теплостойких сталей (штамповых и быстрорежущих) из-за высокой легированмостн весьма устойчив и превращается лишь в результате отпуска выше 500° С. Во время выдержки при 500—600° С из аустенита выделяется часть углерода и легирующих элементов в виде карбидов. Так, для стали состава 1,25% С, 5% W, 4% Сг, 4% Мо, 1,5% V после закалки с 1215° С и отпуска при 560° С 24 ч период решетки аустенита уменьшается с 3,617 до 3,606 А. Обедненный аустенит превращается в мартенсит при охлаждении. Температура начала мартеиситного превращения остаточного аустенита повышается тем сильнее, чем больше была выдержка или температура отпуска, т. е. чем больше был обеднен остаточный аустенит. [c.384]

В легированных сталях, в отличие от углеродистых, аустенит при остывании стали от закалочной температуры не требует столь быстрого охлаждения для превращения в мартенсит. И чем больше содержится в стали специальных примесей (вольфрама, ванадия, никеля, хрома и т. д.), тем при более медленном охлаждении происходит. чтот переход. Этим и объясняется, что в легированной стали (ири одинаковом содержании углерода, по сравнению с углеродистой сталью) при охлаждении в более мягкой охлаждающей среде, чем вода (например, в минеральном масле), мартенситная структура фиксируется на большую глубину, чем в углеродистой стали при закалке в воде. [c.42]

Однако при определенной температуре отпуска, зависящей от состава стали, остаточный аустенит может превратиться в мартенсит, который вызывает увеличение размеров, уравниваюш,ее или превышающее их уменьшение (сжатие) (рис. 51). Это зависит от того, какого состава и в каком количестве остаточный аустенит преобразуется в мартенсит. Превращение 1 % остаточного аустенита в мартенсит вызывает увеличение размера примерно на 0,010—0,012%- [c.66]

Стойкость к сохранению размеров измерительных и высокбточ-кых инструментов повыщают путем искусственного старения. Продолжительная 4—24-Ч выдержа при 120—180 °С ускоряет изменение размеров и стабилизирует их. Обработка холодом, применяемая между отпусками, способствует превращению остаточного аустени-та в мартенсит. Отпуск после обработки холодом уменьшает внутренние напряжения, вызванные превращением, и тетрагональность мартенсита. Чередуя отпуск и обработку холодом 3—4 раза, можно получить инструменты с очень точными размерами, не подверженные дальнейшему короблению. [c.144]

Рентгеноструктурным исследованием 178] было установлено, что ГЦК аустенит превращается в мартенсит, имеющий объемно-центрированную тетрагональную решетку, близкую к ОЦК структуре а-железа. Было найдено, что степень тетрагональности ja мартенсита увеличивается пропорционально содержанию углерода. Далее установили [79] кристаллогеометрию превращения аустенита в мартенсит, нашли ориентационные соотношения плотноупакованных плоскостей мартенсита и аустенита (01I)a (lll)v и плотноупакованных рядов (lll)all (10Т) . [c.69]

Обработка холодом. Структура легированных и высокоуглеродистых инструментальных с1алей после закалки состоит в основном из мартенсита и некоторого количества остаточного (неразло-жившегося) аустенита. Обычно превращение остаточного аустени-та в мартенсит происходит при последующем отпуске или в результате естественного старения. В том и другом случае полного перехода аустенита в мартенсит не происходит даже при неоднократном отпуске. Для более полного разложения аустенита обработка сталей ведется с охлаждением до температур минус 2 0 — 8 0° С. В результате значительно повышается твердость инструментов и устраняется возможность их деформации в дальнейшем. [c.39]

Температура мартенситного превращения (мартенситные точки Мн и Мк)- Еще в 1885 г. Д. К. Чернов в своем докладе Русскому техническому обществу указал, что превращение стали в закаленное состояние, которое мы называем мартенситным происходит при 200—250°. Температуру, при которой у стали возникает структура закаленного состояния, Д. К- Чернов называл точкой d. Впоследствии эти замечательные работы Д. К- Чернова были продолжены Уральской школой металловедов. Их испытания показали, что для каждой стали в зависимости от ее химического состава существует определенная область температур, при которых из аустенита образуется мартенситная структура. Верхней границей этой области является верхняя мартенситная точка УИ , а нижней границей нижняя мартенситная точка Мк- Оказалось, что положение мартеп-ситных точек Ai и Мк не зависит от скорости охлаждения, которая, однако, должна быть достаточно высокой, чтобы сохранить аустенит до начала его превращения в мартенсит. [c.173]

Для превращения остаточного аустенита и получения высокой твердости после закалки проводят двух-четы-рехкратный отпуск при температуре 520—540° С или обработку холодом при —70° С. В результате остаточный аустенит превращается в мартенсит и твердость возрастает до 60—63 HR . Эта обработка называется закалкой на вторичную твердость. [c.161]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...