Превращения в твердом состоянии отпуске

Двухфазные алюминиевые бронзы испытывают превращения в твердом состоянии и принимают термическую обработку закалку и отпуск. После нагрева в однофазную область р и быстрого охлаждения (закалки) сплав приобретает структуру типа мартенсита, состоящую из ориентированных игольчатых кристал- [c.344]

Оба названных вида термических операций — закалку и отпуск— рассматриваем вместе, так как в практике они обыкновенно связаны друг с другом и поскольку и при закалке, и при отпуске получаются сплавы в неравновесном состоянии. Поэтому, чтобы понять сущность процессов, происходящих в обеих операциях, обратимся к рассмотрению неравновесных состояний, получаемых в сплавах в связи с превращениями в твердом состоянии, применяя в качестве примера конкретные сплавы — стали. [c.211]

Начало научному исследованию железоуглеродистых сплавов положили великие русские Металлурги П. П. Аносов и Д. К. Чернов. П. П. Аносов первым в мире (1831 г.) применил к исследованию строения Ре-С сплавов микроскоп, а Д. К. Чернов первым установил кристаллическую природу Ре-С сплавов, обнаружил в них дендритную кристаллизацию, открыл превращения в твердом состоянии, разработал теорию кристаллизации и теорию закалки и отпуска стали. [c.295]

Величина магнитного насыщения постоянна для сплава, находящегося в определенном структурном состоянии. Магнитное насыщение чистых металлов и сплавов, не имеющих превращений в твердом состоянии, не изменяется в результате пластической деформации или термической обработки, например, рекристаллизации (отжига). НО величина магнитного насыщения может заметно изменяться в сплавах, имеющих в твердом состоянии структурные превращения, в результате которых образуются новые фазы или изменяется количественное соотно-шени между фазами, присутствующими в сплаве. Это позволяет исследовать процессы превращения аустенита (парамагнитной фазы) в стали, например, при закалке и при отпуске. [c.157]

В чугунах, как и в сталях, в твердом состоянии происходят фазовые превращения, поэтому для них могут быть использованы те же виды термической обработки, что и для стали. Чугунные отливки подвергаются отжигу, нормализации, закалке с отпуском. [c.64]

Легирующие элементы оказывают влияние на превращения, протекающие в стали в твердом состоянии перлитное (при нагреве или охлаждении), мартенситное (при охлаждении), а также превращения при отпуске. [c.212]

Метод электрического сопротивления может быть применен для определения величины удельного электрического сопротивления р и температурного коэффициента электрического сопротивления <х, знание которых необходимо для характеристики металлов и сплавов, применяемых в электротехнике, а также для изучения фазовых и структурных превращений, протекающих в металлах и сплавах в твердом состоянии. Например, при исследовании процесса отпуска стали получают кривую электрическое сопротивление — температура отпуска. Изменение электрического сопротивления, характеризуемое этой кривой, указывает на превращения, протекающие в стали при отпуске. [c.25]

Наиболее заметное проявление влияния структуры материала на его коррозионную стойкость связано с хромсодержащими карбидами, которые могут образовываться во всех трех типах сталей. В мартенситных сталях с доэвтектическим составом непосредственно после превращения (т. е. в закаленном состоянии) практически весь углерод находится в твердом растворе. Отпуск понижает прочность стали, как показано на )ис. 1.9, и приводит к выделению карбидов. 1рн низких температурах образуются почти исключительно карбиды железа, ио при высоких температурах они обогащаются хромом. Скорость диффузии углерода, который является элементом внедрения, гораздо выше скорости диффузии хрома, и поэтому в окрестностях растущих частиц карбида возникает градиент концентрации хрома. [c.31]

Возможность упрочнения высоколегированных коррозионностойких сталей (переходного класса) за счет процессов, протекающих в твердых растворах в результате дополнительной термической обработки (высокий или низкий отпуск, обработка холодом) имеет важное значение для промышленного использования новых сталей высокой прочности. Степень неустойчивости у-твердого раствора зависит от химического состава хромоникелевых сталей, положения точки мартенситного превращения Мн), которая в системе хромоникелевых и никелевых сталей понижается с повышением содержания Ni, С, N, Мп и Сг. Химический состав стали этой группы подбирают таким образом, чтобы при высоких температурах она была практически полностью аустенитной и при быстром охлаждении сохраняла это состояние, но в виде неустойчивого аустенита. Этот аустенит под действием различных факторов в зависимости от точки Мн превращается в мартенсит, например, при холодной деформации или обработке холодом при —70° С, сообщая этим самым стали более высокие прочностные свойства. [c.42]

Изменение теплоемкости и теплосодержания происходит при плавлении и затвердевании сплавов, при аллотропических превращениях, при распаде пересыщенных твердых растворов, при отпуске закаленной стали, при наклепе, в процессе упорядочения, при переходе металла из ферромагнитного в парамагнитное состояние и т. д. [c.148]

Наличие третьего участка (рис. 10, 3) и тип структурных изменений в нем зависят от исходного состояния основного металла перед сваркой. При сварке отожженного металла третий участок в зоне термического влияния практически отсутствует. При сварке сталей или сплавов титана после упрочняющей термической обработки типа закалка , закалка и отпуск или закалка и старение , а также в нагартованном состоянии (после ковки или прокатки) в этом участке, как правило, происходит разупрочнение. В первом случае оно обусловлено процессами распада пересыщенных твердых растворов (отпуском мартенсита или старением высокотемпературных остаточных фаз) и последующей коагуляцией упрочняющих фаз (карбидов в сталях и интерметаллидов и химических соединений в сплавах титана). Во втором случае к разупрочнению преимущественно приводят процессы рекристаллизации обработки. Этот третий участок принято называть участком или зоной разупрочнения, отпуска или рекристаллизации. Наиболее резкое разупрочнение металла обычно имеет место у границы этого участка с участком неполной перекристаллизации, где максимальные температуры нагрева близки к нижней критической точке фазового превращения Г ,ф,п. Поэтому основными параметрами термического цикла участка разупрочнения являются максимальная температура нагрева = н.ф.п и длительность (или р) пребывания металла при сварке выше температуры отпуска (или [c.39]

Рентгенографические исследования [100, 109] подтверждают, что непосредственно в процессе деформирования стали по режиму ВТМО происходит выделение углерода и одновременное дробление блоков аустенитных зерен. Однако у стали, не прошедшей отпуска, последний эффект не проявляется, поскольку он перекрывается более сильным эффектом, связанным с обеднением аустенита углеродом при деформации. При сравнительно небольших степенях обжатия (до 30%), не вызывающих значительного выделения углерода из твердого раствора, но приводящих к его деформационному упрочнению, снижается способность аустенита к образованию полос сдвига. А именно полосы сдвига при их образовании являются потенциальными центрами кристаллизации (для последующего мартенситного превращения). Все это приводит к увеличению остаточного аустенита после таких режимов ТМО, что было отмечено также в ряде других работ [106, 120 и др.]. При больших степенях деформации решающую роль в рассматриваемых процессах приобретает другой фактор — обеднение аустенита углеродом. В результате точка мартенситного превращения повышается, а количество остаточного аустенита в структуре стали уменьшается [100]. Такое изменение соотношения фазовых составляющих приводит к повышению не только прочности, но и пластичности стали при некоторых средних значениях обжатия после ВТМО наблюдается максимум пластичности, что соответствует состоянию, когда после закалки сохраняется наибольшее количество остаточной у- или р-фазы (для сплавов на основе титана) [100, 130, 134]. [c.82]

В области теоретического металловедения за истекшие 50 лет разработаны многочисленные диаграммы состояния двойных и тройных систем. Установлена связь между диаграммами состояний и диаграммами, показывающими зависимость физических свойств сплавов от их химического состава (правила Н. С. Курнакова). Сформулировано понятие о сингулярных точках и законы образования упорядоченных твердых растворов (Н. С. Кур-наков), установлено размерное и структурное соответствие в когерентных фазах (правило П. Д. Данкова), открыты законы кристаллизации слитков (Н. Т. Гудцов), созданы теории изотермической обработки стали (С. С. Штейн-берг), мартенситного превращения твердых растворов и отпуска закаленной стали (Г. В. Курдюмов), модифицирования сплавов (М. В. Мальцев), образования эвтектик и жаропрочности сплавов (А. А. Бочвар) и многие другие. [c.190]

Измерительный инструмент служит для проверки размеров изготовляемых деталей. При измерении поверхность инструмента непосредственно соприкасается с поверхностью проверяемой детали и изнашивается. Поэтому поверхность измерительного инструмента должна быть твердой и износостойкой для сохранения размеров и формы в процессе работы. Для измерительного инструмента (особенно высоких классов точности) большое значение имеет сохранение постоянства линейных размеров и формы закаленного инструмента в течение длительного времени. Постепенное изменение размеров и формы закаленного инструмента связано с уменьшением тетрагональности решетки мартенсита, мартенситным превращением остаточного аустенита, уменьшением и перераспределением внутренних напряжений (естественным старением). Хотя это изменение и невелико, однако недопустимо для инструмента высокой точности. Процессы старения протекают медленно результаты старения становятся заметны через 3—6 месяцев и значительно возрастают через 10—12 месяцев после проведения термической обработки. Поэтому при термической обработке измерительного инструмента большое внимание уделяется стабилизации напряженного состояния, мартенсита и остаточного аустенита, что достигается соответствующим режимом низкотемпературного отпуска (называемого искусственным старением) и обработкой при температурах ниже нуля. [c.296]

Поскольку тепловой эффект превращений, происходящих в твердом состоянии, имеет меньшие величины, необходимо во многих случаях 1спользовать для характеристики этих превращений более чувствительный метод термического анализа, а именнО дифференциальный термический анализ, а для изучения превращений, протекающих с весьма небольшим тепловым эффектом (например, при закалке и отпуске стали),— другие методы физико-химического анализа (измерение электросопротивления, магнитных свойств и т. п.). [c.17]

Кратковременный нагрев аустенитно-ферритных швов при температурах до 700—750° С не вызывает превращения б Повышение температуры до 800—850° С вызывает коагуляцию феррита и постепенное растворение его в аустените. Нагрев при 900° С ускоряет превращение 6- -7 (рис. 40, б). В результате отпуска четко выявляются границы столбчатых кристаллов аустенита, которые, как указывалось, не удается выявить в двухфазном (7 б) сварном шве в натуральном состоянии (рис. 40, а). Нагрев при 1000° С приводит к почти полному завершению превращения б -> 7, одновременно идет процесс рекристаллизации — преобразования столбчатых кристаллов в равноосные зерна (рис. 40, в). Если исходное содержание феррита в шве невелико (до 2—3%), то при 1100—1300° С шов сохраняет равноосную чистоаустенитную структуру (рис. 40, г, д, е). Если феррита в шве больше (3—5%), то нагрев при 1300° С может вызвать появление высокотемпературного феррита в виде мелких частиц округлой формы внутри зерен аустенита и на их границах (рис. 40, ё). Нагрев до 1400—1420"С вызывает появление высокотемпературного феррита в виде дендритных образований (рис. 40, ж). Дендритный характер феррита позволяет считать, что его появление вызвано частичным оплавлением шва. Феррит, образовавшийся в результате нагрева шва до высоких температур (1300—1350° С) или вследствие частичного оплавления, в отличие от б-феррита назовем б -ферритом или б -фазой. Первичный 6-феррит образуется в процессе первичной кристаллизации сварочной ванны. Его отличительной особенностью является относительно большая стабильность. Этот феррит превращается в аустенит только при сравнительно длительном нагреве в интервале температур 1000—1200° С. Появлению высокотемпературного б -феррита предшествует аустенитизация шва, т. е. превращение 6 -> 7. Характерной особенностью б -фер-рита, образующегося из твердой фазы, является его исключительно малая стабильность. В одном из исследований, посвященных металлографии б-феррита, убедительно показано, что даже непродолжительное пребывание феррита, возникшего в результате нагрева стали типа 18-8 до 1350° С, т. е. б -феррита по нашей терминологии, при температурах 600—950° С вызывает его распад. [c.131]

Закаленный сплав находится в метастабильном состоянии и обладает повышенной овободной энергией. При закалке без ноли-М(Орфного. превращения и 1В подавляющем большинстве случаев цря закалке с полиморфным превращением образуется пересы-щеняый твердый раствор и закаленный сплав стремится понизить свою свободную энергию, в результате чего твердый раствор распадается. Уже при комнатной температуре могут образо вываться выделения из пересыщенного раствора, однако в большинстве сплавов диффузионная подвижность атомов при комнатной температуре недостаточна, чтобы распад раствора прошел в необходимой степени за приемлемое время. Поэтому для иЗ Ме-нения структуры и овойств закаленного сплава его назревают — подвергают старению или отпуску. [c.277]

Четвертая группа. Отпуск — вид термической обработки, заключающийся в низкотемпературном (ниже температуры превращения) нагреве закаленного сплава для получения структурно более устойчивого его состояния. Отпуск—вторичная операция, которая осуществляется всегда после закалки. Обычно отпуск сплавов ведут при температурах 160—500° С. Однако и при этой температуре подвижность атомов достаточно большая и они могут перемещаться, перегруппировываться, образуя более устойчивую структуру сплава. Часто при отпуске из пересыщенного твердого раствора выделяются тончайшие частицы химических соединений. Например, при отпуске в стали выделяется цементит РезС, в дуралюмине — соединение СиАЬ, в жаропрочных никелевых сплавах — Ы1з(А1, Т1) и др. [c.159]

Микронапряжения в сталях являются следствием получения неравновесных фаз с высокой свободной энергией или неравномерных фазовых превращений. Отпуск путем теплового воздействия и увеличения подвижности атомов, образуюш,их кристаллическую решетку железа или растворенных в пей атомов легирующих элементов, способствует переходу системы в более равновесное и однородное состояние, снижению уровня свободной энергии и соответственно снижению микронапряжений, локализующихся на уровне ячеек кристаллической решетки и зерен. Образование пересыщенных твердых растворов, каким прежде всего является мартенсит закалки, связано с наличием больших искажений пересыщающими атомами углерода элементарной ячейки а-железа. Эти искажения порождают микронапряжения в решетке, вызванные силами атомного взаимодействия образующих ее атомов. Отпуск, даже низкий, способствует началу распада перенасыщенного раствора (мартенсита), предвыделе-нию и выделению из него атомов углерода, уменьшению искажений решетки и снижению микронапряжений. Таким образом, для сталей, закаленных на мартенсит, снижение уровня микронапряжений начинается с температуры - 150 С и завершается после окончания выделения углерода из решетки а-железа и началом коагуляции образовавшихся карбидов (350—450 С). Другим фактором, создающим микронапряжения, является деформация — искажение кристаллической решетки механическим воздействием (наклеп). Такое искажение кристаллической решетки вызывает повышение уровня свободной энергии и появление микронапряжений. Снять эти напряжения можно при нагреве на 150—250 °С. Процесс этот часто называют возвратом (возврат к неискаженной кристаллической решетке). [c.157]

При отпуске закаленной а мартенсит стали происходит распад мартеноита с выделением карбидов. При низкой температуре отпуска (I стадия превращения) образующиеся карбидные частицы определенной величины находятся в состоянии коллоидального равновесия с окружающим твердым раствором. При таком отпуске появляются обедненные углеродом зоны, окружающие карбидные частицы, и сохраняются зоны твердого а-раство-ра с относительно высокой концентрацией угле1рода. [c.143]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...