Аустенит равновесный

При нагреве выше критической точки в результате возникновения центров кристаллизации (на границе феррита и цементита) и их роста из перлита образуется аустенит. Это образование обусловлено диффузией, поэтому состав аустенита существенно отличается от феррита и цементита. При равновесных условиях фазовые превращения в стали при нагреве протекают в соответствии с диаграммой состояния Fe—РедС (рис. 5.1). [c.89]

Мартенсит - упорядоченный пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в а-Ре. Если в равновесном состоянии растворимость углерода в а-Ре при 20 °С 0,006%, то его содержание в мартенсите может быть точно таким же, как в исходном аустените, т.е. может достигнуть 2,14%. Избыток углерода сильно искажает кристаллическую решетку и из кубической она становится тетрагональной. [c.150]

Если в равновесном состоянии растворимость углерода в a-Fe при 20 "С 0,006%, то его содержание в мартенсите может быть таким же, как в исходном аустените, т.е, может достигнуть 2,14%. [c.52]

Неравновесные структуры (табл, 3, рис. 6—10, см. вклейку), В зависимости от скорости охлаждения аустенит может переохлаждаться ниже температуры его равновесного состояния (723°С) с образованием неустойчивых структур —мартенсита, троостита, сорбита и бейнита. Неравновесные структуры — троостит и сорбит — образуются также при отпуске мартенсита на температуру ниже 600—700° С. [c.11]

Y-фаза — азотистый аустенит, существующий как равновесная фаза лишь выше 591 °С [c.31]

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]

Подобно своим аналогам на Ni и Fe основах, жаропрочные кобальтовые сплавы представляют собой сложный химический и кристаллографический комплекс. Он состоит из аустенит-ной матрицы и разнообразных фазовых выделений, таких как карбидные и интерметаллидные соединения, относящиеся к геометрически плотноупакованным (г.п.у.) и топологически плотноупакованным (т.п.у.) структурам (электронного или "размерного" типа). Вообще говоря, при температуре эксплуатации суперсплавы не являются подлинно равновесной системой, поскольку претерпевают воздействие "динамической среды" в виде напряжений, температуры, времени и окружающей поверхность сплава атмосферы. Диффузионный обмен элементами между фазами, вдоль границ зерен, между поверхностью и внутренними объемами сплава создает благоприятные условия для разнообразных твердофазных реакций, постоянно меняющих концентрационные соотношения и оказывающих сильное влияние на фазовую стабильность. [c.180]

Температура превращения перлит—аустенит (П—А) является первой критической точкой (обозначают АС)). При этой температуре, вследствие аллотропического превращения а-Ре у-Ре, образуется более равновесная, чем перлит, фаза аустенита, обладающая меньшим запасом свободной энергии. В ней растворяется весь находившийся в перлите углерод. [c.99]

По достижении определенной температуры (точки на линии 80) аустенит начнет распадаться (А Ф + А) и сталь снова будет состоять из двух фаз (Ф + А). Данный процесс протекает равновесно, если их химический состав изменяется соответственно по линиям РО и 80. [c.100]

При температуре, обозначаемой критической точкой АГ , аустенит превращается в перлит. Заметим, что феррит и цементит перлита, образующегося при распаде аустенита, имеют форму чередующихся пластинок (см. рис. 5.3, а). Таким образом, при равновесном охлаждении получается исходный равновесный структурно-фазовый состав доэвтектоидной стали Ф + П. [c.101]

Аустенит заэвтектоидной стали после равновесного охлаждения превращается в исходную смесь перлита и цементита (П + Ц). При этом начиная с температур, лежащих на линии 8Е, из него будет выделяться избыточный углерод в виде вторичного цементита, а при температуре Аг1 он по уже знакомой реакции превратится в перлит Ао,8 Фо,о2 + Цб,б7 (и сталь приобретает свою исходную равновесную заэвтектоидную структуру П + Ц). [c.101]

В работе [14] для стали 40 бьшо определено содержание углерода в мартенсите после высокочастотной закалки от разных температур. При этом бьшо обнаружено, что при закалке от 800°С, когда равновесной концентрации аустенита соответствует 0,35 % С, содержание углерода в основной массе кристаллов колебалось от 0,14 % при скорости нагрева 50°С/с до 0,05 % при скорости нагрева 200°С/с. Обе эти концентрации гораздо ниже равновесной, причем в данном случае существование малоуглеродистого аустенита не может быть объяснено его образованием при более высокой температуре, поскольку температура нагрева фиксировалась. Эти данные свидетельствуют о том, что при закалке регистрировалась стадия а 7-превращения, когда карбиды не успели раствориться и в связи с этим аустенит еще не насытился углеродом. [c.10]

Для стали 30 при 800°С в этой работе бьш зафиксирован аустенит с периодом 03647 нм, что соответствует содержанию углерода около 0,5 %. Авторы, считая, >гго эта концентрация близка к определяемой по диаграмме Fe- для данной температуры, пришли к выводу о реализации в любых условиях нагрева диффузионного механизма, приводящего к образованию стабильного аустенита, и о применимости для описания фазового превращения равновесной диаграммы даже при нагреве со скоростью 500 - 600°С/с [ 3]. [c.11]

Определение состава метастабильного аустенита было произведено также авторами работы [73], но они пришли к заключению, что этот аустенит уже в начальный момент своего образования достаточно богат углеродом и является по составу равновесным. В то же время относительное расположение кривых на рис. 23, взятом из работы [ 73], свидетельствует о значительном различии в периодах решетки первых порций аустенита для сталей 30 и У8, что не должно иметь места при образовании равновесной 7-фазы (см. рис. 1). В данном случае применялся относительно медленный нагрев (100°С/мин), и для обеих сталей в отожжен- [c.54]

Таким образом, и при нагреве отожженной стали на ранних стадиях а -> 7-превращения возникает нестабильный по составу малоуглеродистый аустенит, что согласуется с данными высокотемпературного рентгеноструктурного анализа, приведенными на рис. 23, а [ 73]. Скорость установления равновесной концентрации зависит от расстояния между образовавшимися участками 7-фазы и перлитными зернами, являющимися поставщиками углерода. [c.67]

Экспериментальные значения G были сопоставлены с рассчитанными из предположения, что при а. 7-превращении возникает равновесный по составу аустенит-ный участок и скорость его роста контролируется диффузией углерода. Как уже отмечалось, данная точка зрения весьма распространена в современной научной литературе. [c.72]

Закалка — вид термической обработки, при которой металлы и сплавы приобретают метастабиль-ную структуру, отличную от равновесной. Различают закалку с полиморфным превращением (на мартенсит) и закалку без полиморфного превращения (на твердый раствор, например, аустенит). [c.333]

Из диаграммы видно, что при температуре азотирования в системе Fe—N существуют следующие фазы а-фаза— твердый раствор азота в а-железе (азотистый феррит) у -фаза— твердый раствор на основе нитрида железа Fe N и е-фаза — твердый раствор на основе нитрида железа F j.jN. При медленном охлаждении от этих температур азотированный слой состоит из трех фаз е, у и а. При температуре выше 590 °С присутствует у-фаза — азотистый аустенит, существующий как равновесная фаза лишь выше эвтектоидной температуры 591 °С. При более низкой температуре он распадается на эвтектоид (а + у ) и азотированный слой состоит из -, у - и (а + у )-фаз. [c.72]

Кривые начала и конца превращения, асимптотически приближаясь к горизонтали Ai, пересекут ее в бесконечностгг. Нагрев с бесконечно малой скоростью пересечет горизонталь Ai в бесконечности, где сливаются кривые начала и конп,а превращения и где превращение перлита в аустенит произойдет в одной точке , т. е. при постоянной температуре. Это, очевидно, и будет случай равновесного превращения — по диаграмме Fe—С. Реальные превращершя, в отличие от равновесных, протекают при температуре выше Л, и не при одном температуре, а IB интервале температур, лежащем тем выше, чем быстрее мы нагреваем сталь. [c.236]

Показано, что вне зависимости от скорости нагрева превращение наступает сразу после перехода через равновесную критическую точку A, интервал между точ1ками а н Ь или а и Ъ" при нагреве со скоростью -j или показывает не физическое начало и конец превращения, а интервал температур, когда основная масса перлита переходит в аустенит. Технически точку а начала превращения определяют, когда образовалось 5% (или 1%) повой фазы, соотаетственно в точке Ь осталось 5 (или 1%) старой фазы. [c.236]

На рис. 5.5 представлены схемы выполнения сварки по суперпроходам, принятые при расчете ОСН. Последовательность наложения суперпроходов соответствовала последовательности выполнения проходов в реальном процессе сварки. Основной металл (перлитная сталь 12НЗМД) и аустенитный сварочный материал принимались для всех анализируемых соединений одинаковыми. Теплофизические свойства — теплопроводность X и объемная теплоемкость су — принимались независимыми от температуры, равными Я = 32,3 Вт/(м-град), су = 3,8-10 Дж/(м -град) для основного металла и i = 14,7 Вт/(м-град), су = 4,6- 10 Дж/(м -град) для аустенитного металла шва. Используемые при решении термодеформационной задачи зависимости температурной деформации е , модуля упругости Е (одинаковая зависимость для основного металла и металла шва) и предела текучести ат приведены соответственно на рис. 5.6. и 5.7. Так как аустенит не претерпевает структурных превращений, для него зависимости От и е от температуры на стадии нагрева и охлаждения одинаковые. Основной металл претерпевает структурные превращения, и, так как сварочный термический цикл далек от равновесного (большие скорости нагрева и охлаждения), температурный интервал Fe — Fev-превращения от T l до Ти (см. рис. 5.6) при нагреве не совпадает с интервалом [c.282]

Содержание углерода в сплаве для большинства случаев меж -фисталлитной коррозии, особенно нержавеющих сталей, оказывает решающее влияние на развитие МКК /10/. При содержании углерода выше О, 02 , ссогветствулцего большинству промышленных сталей, например, типа 18 % Сг+8..,ю % 1И,их структура в равновесном состоянии состоит из аустенита, а -фазы и карбидов ( rFela g. Растворимость углерода в аустените при комнатной температуре составляет 0,02,,, 0.03 %. [c.85]

Таким образом, от степени переохлаждения зависит только дне--персность цементитной эвтектики. С увеличением скорости охлаждения концентрация углерода в аустените и эвтектическом расплаве значительно отличается от равновесной. При этом изменяется и относительное количество дендридов аустенита и цементитной эвтектики последней при низких скоростях охлаждения меньше,, чем при высоких скоростях. [c.52]

На рис. 3 и в табл. 3 приведены результаты рБнтгенографического и радиометрического анализов. Полученные результаты могут быть объяснены следующим образом образование цементита происходит при температуре цементации в поверхностных участках цементированного слоя, когда концентрация углерода в аустените превосходит равновесную кон-" центрацию. Поэтому вне зависимости от скорости охлаждения цементит залегает в поверхностной части цементированного слоя толщиной 0,2— [c.11]

Отпуск — процесс термообработки предварительно закаленной стали, обусловливающий получение более равновесных структур. Неравновесные структуры закалки — аустенит и мартенсит— да]от в соответствии с температурой отпуска более равновесные структуры отпуска — мартенсит отпуска, троосто-мартенсит, ipoo THT, троосто-сорбнт, сорбит. [c.677]

Природа мартенсита. Мартенсит является упорядоченным пересыщенным твердым раствором внедрения углерода е а.-железе. Если в равновесном состоянии растворимость углерода в а -ж елезе при 20 не превышает 0,002 %, то его содержание в мартенсите может быть таким же, как в исходном аустените, т. е. может достигнуть 2,14 %. [c.170]

В соответствии с режимом термообработки после нагрева и выдержки стали при заданной, зависящей от содержания углерода температуре следует процесс охлаждения аустенита. Вначале рассмотрим, какие структурнофазовые изменения происходят в аустените доэвтектоидной стали при равновесном, т. е. достаточно медленном, охлаждении. [c.100]

Собственно диаграмма заключена между двумя критическими изотермами, из которых изотерма Ai соответствует равновесному превращению аустенит—перлит, а изотерма М — началу так назьшаемого мартенситного превращения, о котором будет сказано позже. [c.102]

Известно также значительное количество работ, в которых были предприняты попытки прямого определения состава 7-фазы в момент ее формирования. Большинство измерений проведено в условиях скоростного нагрева, когда, как справедливо считали авторы, затруднены диффузионные процессы, что давало надежду зафиксировать раздельно эффект перестройки решетки и последующее растворение карбидной фазы и насыщение аустенита углеродом, если процесс образования аустенита действительно происходит в две стадии. Однако трактовка результатов этих работ затруднена значительным смещением в область более высоких температур регистрируемого начала а -> 7-превращения при скоростном нагреве. Так, в работе [ 13] о составе 7-фазы судили по температуре мартенситного превращения, которая, как известно, зависит от содержания в аустените углерода. Бьшо показано, что после скоростного нагрева до 850 - 870°С в сталях У8, У12, ШХ15 фиксируются две мартен-ситные точки одна в районе 500 — 600°С, что соответствует малоуглеродистому аустениту (0,1 - 0,2 % С), вторая около 300°С, что соответствует 7-фазе с содержанием углерода 0,6 — 0,7 %. Однако, поскольку температура образования малоуглеродистого аустенита в этой работе не зафиксирована, его можно рассматривать либо как метастабильное состояние, либо, как это делают авторы, объяснять его происхождение смещением температуры его образования до 850 - 870 С, при которой концентрация 0,1 — 0,2 % С соответствует линии GS равновесной диаграммы. [c.10]

Следует отметить, что сопоставление состава аустенита, экспериментально определяемого при данной температуре, с концентрахщей, соответствующей линии GS равновесной диаграммы, в условиях скоростного нагрева нельзя считать правомерным. Дело в том, что диаграмма состояния характеризует состав сосуществующих при данной температуре фаз для их равновесного количества. При 780°С аустенит в стали 30 будет содержать 0,4 % С, если его количество, в соответствии с диаграммой, достигнет примерно 70 %. В условиях же скоростного нагрева при 780°С появляются, по словам авторов, первые признаки аустенита [3], что связано со смещением в область более высоких температур инструментального начала а -> 7-превращения. По данным В.Н. Гриднева, это должно отвечать примерно 10 % 7-фазы. Таким образом, в данном случае равновесная диаграмма состояния количественно не описывает процесс образования аустенита. При скоростном нагреве одновременно с A i повышается и температура окончания а -> 7-превращения, т.е. смещается вверх и линия GS. Это хорошо видно из рис. 2 при скоростном нагреве а-фаза исчезает при температуре выше 900°С, тогда как равновесное значение Асз для стали 30 800°С. Естественно, что сравнивать состав аустенита, возникшего в таких неравновесных условиях, когдаеговсего 10вместо 70 %, с концентрацией, соответствующей равновесному положению линии GS, нельзя. [c.12]

Подчеркнем, что под термином "малоуглеродистый понимагтся не безуглероди-стый аустенит, а 7.фаза, концентрация углерода в которой меньше равновесной, определяемой при данной температуре диаграммой состояния. [c.14]

Представляется вполне логичным объяснить с этих позиций существование неравновесного по составу аустенита, зафиксированного авторами работ [3, 14] при скоростном нагреве. Естественно, что при относительно медленном нагреве (например, при посадке образцов в нагретую печь) разделить стадию образования малоуглеродистого аустенита и его насыщения углеродом сложнее. Если а -> -у-превращение осуществляется в неискаженной структуре, скорость достижения равновесия, т.е. время жизни метастабильного аустенита, лимитируется диффузией углерода, которая при температ)грах превращения идет достаточно быстро. Тем не менее, если создать условия, затрудняющие быстрое насыщение углеродом образовавишхся аустенитных участков, можно ожидать, что и при сравнительно медленном нагреве равновесных структур метастабиль-ный по составу аустенит может быть зафиксирован. Поскольку в низкоуглеродистой стали для образования аустенитных областей равновесной концентрации вблизи A i требуются очень значительные отклонения содержания углерода от среднего, в таких сталях зафиксировать мета-стабильный аустенит должно быть легче, чем в эвтектоидных, особенно если превращение развивается в крупнозернистой структуре. В этом случае зародьпи аустенита, сформировавшийся на границах ферритных зерен, удален от источника углерода (перлитного зерна) на большое расстояние, и для его насыщения требуется более длительное время. Действительно, 7-фаза с меньшей, чем следует из диаграммы состояния, концентрацией углерода была зарегистрирована при печном нагреве отожженной крупнозернистой стали 20 (см. рис. 32). [c.15]

В неравновесной структуре метастабильный аустенит обнаружить легче, чем в равновесной. При наличии дефектов кристаллического строения термодинамический потенциал системы повьш1ается (см. рис. 3, б) . Это приводит к тому, что при реализации а -> 7-превращения в объектах, содержащих несовершенства, устанавливается квазиравновесное состояние, описывающееся конодой а [dl. Это соответствует гораздо меньшей концентрации углерода в аустените (точка d ) по сравнению с равновесной (точка d). Чем более неравновесно состояние исходной ферритокарбидной матрицы, тем меньшей должна быть концентрация углерода в аустените, находящемся в состоянии квазиравновесия с исходной искаженной а-фазой. Это эквивалентно смещению температуры до Т - Следовательно, чем больше степень неравновесности исходной структуры, тем выше эквивалентная температура превращения и тем большим должно быть количество аустенита, образующегося при данной температуре. [c.15]

Эти общие положения хорошо подтверждаются экспериментально. Наглядное представление о смещении Ас в сталях с различным исходным состоянием дают металлографические исследования. Закаленный, отожженный и деформированный на 50 % холодной прокаткой образцы стали 20 нагревались в совершенно идентичных условиях (одновременно) до различных температур от 725°С (равновесная точка i) и ниже через каждые 10° и после 10-мин вьщержки охлаждались. Средняя скорость нагрева составляла 250 - 300°С/мин. Для облегчения идентификации исходной и вновь сформировавшейся при нагреве структур для разных состояний применялись различные условия охлаждения. Образцы с ферритоперлитной структурой после нагрева до соответствующей температуры подвергались закалке, в результате которой образовавшиеся участки аустенита превращались в мартенсит, легко обнаруживаемый в исходной матрице. Предварительно закаленная сталь охлаждалась на воздухе. При этом аустенит распадался на феррито-кар-бидную смесь, которая выглядела темными участками на фоне исходной структуры и тоже легко идентифицировалась. Количественные определения степени развития а 7-превращения осуществлялись на основании статистических подсчетов. [c.47]

Образование в межкритическом интервале в неравновесных объектах очень большого количества аустенита, более чем в два раза превышающего определяемое из диаграммы, и последующий распад избыточного количества 7-фазы дают основание рассматривать этот аустенит как метастабильное состояние и с точки зрения его состава. Простейшие оценки показывают, что, например, для порошковых объектов, в которых количество аустенита при 750 С достигает 60 % вместо равновесных 22 - 25 %, концентрация углерода в 7-фазе при условии полного растворения карбидов должна быть примерно в 2,5 раза меньшей, чем следует из диаграммы состояния, т.е. 0,2 вместо 0,55 %. Металлографические же исследования свидетельствуют, что при таком большом количестве аустенита в структуре нередко еще наблюдаются и нерастворив-шиеся карбиды. Это позволяет считать, что содержание углерода в 7-фазе еще ниже, т.е. что в результате а 7-превращения в неравновесных объектах образуется малоуглеродистый аустенит в соответствии с термодинамическими соображениями, изложенными в гл. I (см. рис. 3, б). [c.52]

Диффузия углерода в аустенит свидетельствует о том, что в начальный момент превращения его содержание в аустените меньше равновесного. Лишь в процессе последующей вьвдержки происходит растворение карбидов и насыщение аустенитных участков углеродом, благодаря чему и возникают каемки высокоуглеродистого аустенита, соответствующего равновесной диаграмме состояния, при сохранении нестабильной по составу сердцевины (рис. 30, / К). [c.63]

Термодинамические условия равновесия карбидных и нитридных фаз в твердом растворе позволяют определить равновесные концентрации элементов в твердом растворе, т е растворимость при данной температуре Термодинамические условия растворения специапьных карбидов и нитридов в аустените характеризуются следующим уравнением [c.80]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...