Термическая переохлажденного аустенита

Научной основой технологии термической обработки стали является совместный анализ и применение диаграмм состояния (фазовых диаграмм) и диаграмм распада переохлажденного аустенита. К настоящему времени для сплавов на железной основе известны двойные диаграммы состояния а для большинства широко применяемых в промышленности сплавов и сталей — и тройные диаграммы. Для сталей, применяемых в отечественном машиностроении, построено около 600 диаграмм распада переохлажденного аустенита (изотермических и термокинетических кривых) [23, 64—66, 117, 174, 178, 202, 210] [c.146]

За последнее время разработаны и начинают внедряться в практику машиностроения новые способы упрочнения. Сущность одного из них заключается в проведении деформации переохлажденного аустенита с последующим осуществлением закалки и низкого отпуска. Это приводит к увеличению предела прочности хромоникелевой стали (4,5% Ni, 1,5% Сг и 0,35% С) с 209 кгс/мм после обычной термической обработки до 280 кгс/мм при проведении обработки по рассматриваемому способу. Весьма важным являлось возрастание значений пластических свойств стали относительного удлинения с 2 до 12% и сужения с 5 до А2% [79]. [c.316]

Изотермическая закалка — наиболее прогрессивный метод термической обработки, обеспечивающий получение однородной структуры изделий с минимальными внутренними напряжениями. Она основана на превращениях переохлажденного аустенита при постоянной температуре. Изотермическая закалка осуществляется так же, как и ступенчатая, с той лишь разницей, что изделия выдерживают в ванне более длительное время (30-60 мин и более), пока не закончится распад аустенита. Температуру и время выдержки в горячей ванне устанавливают по диаграмме изотермического превращения аустенита данной стали. Окончательно изделия охлаждают на воздухе. В это время структура стали уже не изменяется. При изотермической закалке удается устранить большое различие в скоростях охлаждения поверхности и сердцевины изделий, что является основной причиной образования напряжений, возникновения деформаций и закалочных трещин. После такой закалки изделия приобретают высокую вязкость и хорошую со- [c.199]

Важное значение для термической обработки имеет устойчивость переохлажденного аустенита, характеризуемая расположением кривой начала его превращения (см. рис. 32), в особенности в области температур минимальной устойчивости (на рис. 32 при 550°С). [c.47]

Температурное поле влияет на кинетику формирования временных и остаточных напряжений. Знание его, в сочетании с термокинетическими диаграммами переохлажденного аустенита, дает возможность предсказать характер образующихся структур, а следовательно, и свойств, обеспечить разработку оптимальной технологии термической обработки крупных поковок. [c.610]

Скорость охлаждения при термической обработке устанавливается в соответствии с устойчивостью переохлажденного аустенита и величиной критической скорости закалки. Практически это приводит к тому, что многие легированные стали закаливаются на мартенсит [c.144]

Скорость охлаждения при термической обработке устанавливается в соответствии с устойчивостью переохлажденного аустенита и величиной критической скорости закалки. Практически это приводит к тому, что многие легированные стали закаливаются на мартенсит в масле, т. е. при меньшей скорости охлаждения, чем углеродистая сталь. [c.121]

Охлаждающую способность различных сред (табл. 17) оценивают скоростью охлаждения в области температур наименьшей устойчивости переохлажденного аустенита (650—550° С) и в области мартенситного превращения (300—200° С). В последнем интервале желательно замедленное охлаждение, так как в этом случае уменьшаются и термические, и структурные напряжения. [c.195]

В процессе термической обработки стали часто превращение переохлажденного аустенита происходит не при изотермической выдержке, а при непрерывном охлаждении. Так как диаграмма изотермического распада аустенита построена в координатах температура — время, то на нее можно наложить кривые охлаждения стали (рис. 75). Чем медленнее происходит охлаждение, тем более полого пройдет кривая охлаждения. Наклон кривой охлаждения в каждый рассматриваемый момент определяется скоростью охлаждения — отношением бесконечно малого снижения температуры к бесконечно малому приращению времени [c.127]

Превращения в стали при охлаждении. Охлаждение стали является важнейшей технологической операцией термической обработки. При проведении таких операций термической обработки, как полный отжиг, нормализация, закалка, сталь нагревают до одних и тех же температур, но вследствие того что скорость охлаждения выбирается разной, структуры и механические свойства ее различны. Чем больше скорость охлаждения, тем больше степень переохлаждения аустенита. [c.172]

Диаграмма состояния — одна для всех углеродистых сталей. Диаграммы изотермического превращения переохлажденного аустенита строятся для каждой марки стали в отдельности. Для теории и практики термической обработки нужны и диаграмма состояния, и диаграммы изотермического превращения переохлажденного аустенита. На основании диаграммы состояния термист устанавливает температуру отжига и температуру нагрева стали под нормализацию и закалку. Диаграмма состояния позволяет установить структуру стали после отжига. А диаграммы изотермического превращения переохлажденного аустенита дают возможность установить, как протекает процесс вторичной кристаллизации при ускоренном и быстром охлаждении и какую структуру будет иметь сталь, ускоренно или быстро охлажденная. [c.107]

Для изучения теории термической обработки легированных сталей используются диаграммы изотермического превращения переохлажденного аустенита, точно так же, как соответствующие диаграммы используются при изучении теории термической обработки углеродистых сталей (см. параграф 24). [c.116]

Нормализацию широко применяют взамен отжига для устранения пороков стали, возникших при горячей деформации и термической обработке, причем во многих случаях нормализация дает лучшие результаты, чем отжиг. Например, строчечность в стали легче устранить нормализацией, так как при большем переохлаждении аустенита феррит выделяется не только на вытянутых шлаковых и сульфидных включениях, но и во всем объеме аустенитного зерна. [c.178]

Как показывает С-диаграмма, быстрое охлаждение необходимо в районе наименьшей устойчивости переохлажденного аустенита. Для большинства сталей этот район находится в интервале 660—400°С. Выше и ниже этого интервала температур аустенит гораздо более устойчив против распада, чем около изгиба С-кривой, и изделие можно охлаждать относительно медленно. Медленное охлаждение особенно важно проводить, начиная с температур 300—400°С, при которых в большинстве сталей образуется мартенсит. При замедленном охлаждении выше изгиба С-кривой уменьшаются только термические напряжения, а в мартенситном интервале снижаются и термические, и структурные напряжения. [c.271]

Превращение аустенита при непрерывном охлаждении. Термическая обработка стали обычно осуществляется не при постоянной температуре, а путем непрерывного охлаждения после нагрева с получением аустенита. Так как построение кривых охлаждения производится в тех же координатах температура—время , что и диаграмма изотермического превращения аустенита, то для рассмотрения превращения аустенита при непрерывном охлаждении нанесем кривые охлаждения на диаграмму изотермического превращения переохлажденного аустенита эвтектоидной углеродистой стали (рис. 29). [c.26]

Т о в п е н е ц Е. С. Магнитометрический анализ превращения переохлажденного аустенита при отжиге легированных сталей.— Вопросы металловедения и термической обработки. Труды Донецкого индустриального института, т. 39, вып. 7, 1958, с. 45. [c.179]

Молибден и вольфрам значительно улучшают свойства хромоникелевых конструкционных сталей прежде всего тем, что снижают чувствительность к скорости охлаждения после высокого отпуска, резко уменьшая высокотемпературную отпускную хрупкость." Как сильные карбидообразующие элементы, молибден и вольфрам тормозят рост зерен аустенита, расширяя температурный интервал нагрева для термической обработки. Оба элемента, добавленные к хромоникелевой стали, увеличивают устойчивость переохлажденного аустенита в области первой ступени. Повышение устойчивости аустенита вольфрамом особенно значительно сказывается при малом [c.71]

Анализ режимов термической обработки (особенно изотермического отжига) должен исходить из природы стали и прежде всего из кривых кинетики распада переохлажденного аустенита. [c.197]

Микротвердость бывших аустенитных участков можно увели чить с помош,ью термической обработки, однако закалка белого чугуна нредставляет определенную трудность, сопровождается воз< никновением микротрещин и приводит к снижению стойкости при многократных ударных нагрузках. В связи с этим основным методом повышения твердости бывших аустенитных участков следует считать легирование белого чугуна элементами, способствуюш,ими переохлаждению аустенита и переводу его в мартенсит при обычных скоростях охлаждения отливок. Такими элементами являются хром, никель (при совместном присутствии), марганец, молибден и некоторые другие. [c.34]

Скорость охлаждения при термической обработке зависит от требуемых конечной структуры и свойств стали. Ниже точки А, (723" С) аустенит неустойчив. Если степень переохлаждения аустенита невелика, он распадается на ферритно-цемеититиую сыесь. [c.121]

Однако быстрое охлаждение вызывает сильное переохлаждение аустенита, что уменьшает количество свободного феррита и приводит к образованию тонкой ферритно-цементитной структуры (троостит, сорбит). После закалки следует отпуск, чаще самоот-пуск за счет теплоты, сохранившейся при неполном охлаждении при. закалке. После упрочнения сортового проката временное сопротивление о в возрастает в 1,5—2,0 раза при сохранении bu o кой пластичности и понижении порога хладноломкости. Одновременно повышается и предел выносливости. Термическая обработка с прокатного нагрева позволяет сэкономить 10—50 % металла для изготовления конструкций, дает экономию энергетических ресурсов и позволяет в ряде случаев заменить легированные стали термически упрочненными углеродистыми сталями. [c.257]

Хромоникелемолибденованадиевые стали. Нередко в хромоникелевую сталь кроме молибдена (вольфрама) добавляют ванадий, который способствует получению мелкозернистой структуры. Примером сталей, легированных Сг, N1, Мо и V, могут служить 38ХНЗМФ и 36Х2Н2МФА. Большая устойчивость переохлажденного аустенита обеспечивает высокую прокаливае.мость, что позволяет упрочнять термической обработкой крупные детали. Даже в очень больших сечениях (1000—1500 мм и более) в сердце-вине после закалки образуется бейннт, а после отпуска — сорбит. Указанные стали обладают высокой прочностью, пластичностью и вязкостью и низким порогом хладноломкости (см. табл. 8). Этому способствует высокое содержание никеля. Молибден, присутствующий в стали, повышает ее теплостойкость. Эти стали можно использовать при температуре 400—450 С. [c.281]

В процессе термической обработки стали часто превращение переохлажденного аустенита происходит ие при изотермической выде1ржке, а при непрерывном охлаждении. Так как диаграмма изотермического распада аустенита построена в координатах температура — время, то на нее можно наложить кривые охлаждения стали (рис. 73). [c.133]

При термической обработке крупных поковок почти всегда образуются продукты распада переохлажденного аустенита в промежуточной области. Ик количество и характер, а следовательно, и степень влияния на механические свойства, особенно на ударную вязкость и склонность к хрупкому разрушению, определяются химическим составом стали (аустенита), степенью макро- и микроликва-ции, а также действительной скоростью охлаждения с температуры аустенити-зации. [c.609]

Фазовые превращения. Для установления режима охлаждения при различных видах термической обработки, обеспечивающего получение заданной структуры, а следовательно, и свойств стали, пользуются дааграммами изотермического (рис. 31) и термокинетического (рис. 32) распада переохлажденного аустенита. [c.306]

Быстрое расширение углубленной части молотового штампа мо жет быть следствием погрешностей термической обработки в резуль тате недостаточного превращения переохлажденного аустенита стой кость против отпуска и теплостойкость стали малы мала твердость вследствие отпуска, проводимого при слишком высоких температурах дефектов, полученных при изготовлении инструмента размеры углуб ленной части установлены по верхнему предельному отклонению поверхность углубленной части не достаточно гладкая ошибок, до пущенных при эксплуатации из-за недостаточной смазки (охлажде ния) некоторые части гравюры штампа размягчаются (острые ребра, узкие заострения) нслодствие слишком высокой температуры нагрева штампа или в результате слишком долгого нахождения детали в штампе возникает полное или местное размягчение. [c.293]

Связь мартенситных превращений переходных металлов с их электронным строением, Мартенситное превращение в сталях и а 7 превращение железа представляет основу термической обработки стали. Закалка высокоуглеродистых сталей, сопровождающаяся превращением переохлажденного аустенита в мартенсит, позволяет достигнуть максимальных значений твердости и прочности. В мартенситостареющих сталях сочетание мартенситного превращения с дисперсионным упрочнением выделениями карбидных, нитридных и интерметаллидных фаз позволяет достигнуть наивысших значений прочности (at, > 200—220 кгс/мм ). Совмещение фазового наклепа с дисперсионным упрочнением аустенитных сталей позволяет поднять их предел текучести до 100—150 кгс/мм и получить высокопрочные немагнитные коррозиеустойчивые сплавы. [c.64]

Волокнистость макроструктуры приводит к анизотропии механических свойств, особенно ударной вязкости образцы, вырезанные вдоль волокон, имеют значительно большую ударную вязкость, чем образцы, вырезанные поперек волокон. Это учитывают при разработке технологии ковки и штамповки. В последнее время развивается новый апособ упрочнения стали — термомеханическая обработка, представляюшая собой соединение в единый процесс обработки давлением и термической обработки, а не последовательноё проведение этих процессов, как обычно. Различают два вида термомехани-ческо й обработки низкотемпературную (НТМО) и высокотемпературную (ВТМО). При низкотемпературной обработке сталь обрабатывают давлением в состоянии переохлажденного аустенита (400—600°) с последующим отпуском, в результате повышаются характеристики прочности зерна получают вытянутую форму. [c.162]

Познакомившись с диаграммами изотермического превращения переохлажденного аустенита, рассмотрим с их помощью процессы вторичной кристаллизации углеродистой стали при различ-ньгх видах термической обработки при отжиге, нормализации, закалке в масле и закалке в воде. Для примера возьмем эвтектоидную сталь, содержащую 0,8% углерода, структура которой после медленного охлаждения состоит только из перлита. [c.104]

Превращение аустенита при непрерывном охлаждении. Термическую обработку стали обычно осуществляют не изотермическим процессом (при постоянной температуре), а непрерывным охлаждением после нагрева с получением аустенита. Так как кривые охлаждения строят в тех же координатах температура—время, что и на диаграмме изотермического превращения аустенита, то для рассмотрения превращения аустенита при непрерывном охлаждении нанесем кривые охлажденнл на диаграмму изотер игческого превращения переохлажденного аустенита эвтектоидной углеродистой сталн (рис. 7.9). [c.71]

При изотермической закалке происходит распад переохлажденного аустенита в мартенситно-троститную структуру с графитовыми включениями. В результате такой термической обработки повышается прочность, уменьшается хрупкость и создается в то же время достаточно высокая твердость чугуна. [c.133]

Нормализацию широко применяют вместо смягчающего отжига к малоуглеродистым сталям, в которых аустенит слабо переохлаждается. Но она не может заменить смягчающий отжиг высокоуглеродистых сталей, которые весьма ощутимо упрочняются при охлаждении на воздухе из-за значительного переохлаждения аустенита. Что же касается средне- и высоколегированных сталей, то в них при охлаждении на воздухе может образоваться мартенсит, т. е. происходит воздушная закалка (см. 39). Здесь следует уточнить понятие нормализации. Под нормализацией понимают такую термическую обработку стали, при которой охлаждение на воздухе приводит к распаду аустенита в температурном интервале перлитного превращения. Поэтому если охлаждение легированной стали на воздухе дает мартенсит, как в стали 18Х2Н4БА, то такой процесс никакого отношения к нормализации не имеет. [c.178]

Термическая стабилизация аустенита, которую обычно называют просто стабилизацией, наблюдается при временной остановке охлаждения железного сплава в мартенситном интервале атермического превращения. Если прервать охлаждение при температуре 7 п<Мц (но выше Л1к) и сделать здесь выдержку, то аустенит стабилизируется. Стабилизация проявляется в том, что по возобновлении охлаждения превращение начинается не сразу при температуре Гп, а после переохлаждения аустенита (гистерезиса) до некоторой температуры Мн (рис. 140). При этом мартенсита часто образуется меньше по сравнению с непрерывным охлаждением (мартенситная кривая 2 на рис. 140 идет ниже кривой 1) и количество остаточного аустенита возрастает. Возобновляющееся при температуре М н мартенситное превращение может протекать взрывообразно (например, в сплавах Ре—N1—С). [c.243]

Создание условий для превращения аустенита поковок после ковки в феррито-карбидную смесь. Диффузия водорода, как указано, раньше, происходит с наибольшей скоростью в стали, имеющей структуру карбидо-ферритной смеси (перлита или отпущенного бейнита и мартенсита). Поэтому первой операцией антифлокенной термической обработки является превращение переохлажденного аустенита поковок в феррито-карбид-ную смесь, которое обеспечивается при охлаждении или переохлаждении поковок после ковки. [c.95]

Подавляющее большинство процессов термической обработки идет не изотермически, а при непрерывном охлаждении. Кроме опе-пации закалки, к широко распространенным процессам термической обработки при непрерывном охлаждении относятся отжиг и нормализация. Непрерывное охлаждение при отжиге осуществляется в печи и приводит к получению ферритно-цементитных структур, близких к равновесным. Охлаждение при нормализации проводится ма воздухе. При охлаждении на воздухе получающиеся структуры и механические свойства зависят от скорости охлаждения детали и от кинетики распада переохлажденного аустенита применяемой стали. Распад переохлажденного аустенита углеродистых и низкоуглеродистых сталей при охлаждении на воздухе совершается в области первой ступени. При охлаждении высоколегированных конструкционных сталей (хромоникелевых, хромоникелемолибдено-вых) аустенит в малых сечениях может переохладиться до второй и даже до третьей ступени и соответственно этому сталь получит структуру игольчатого троостита или мартенсита. Механические [c.63]

Чисто мартенситная прокаливаемость в конструкционных сталях невелика и с повышением размеров детали становится равной нулю, а потому не имеет практического смысла. Прокаливаемость при дан ном размере детали и при данной скорости охлаждения зависит от природы стали и наиболее полно определяется кинетикой распада переохлажденного аустенита. В сталях с малоустойчивым аустенитом (углеродистые, низколегированные) с повышением размеров детали 1лубина закалки уменьшается, и при достижении некоторых определенных размеров сечения детали вообще не могут быть закалены на мартенсит. Легированные конструкционные стали в большинстве случаев имеют аустенит, малоустойчивый во второй ступени распада, и поэтому после закалки в их структуре находится, кроме мартенсита, игольчатый троостит. Однако для наибольшего числа деталей из конструкционных сталей термическая обработка производится с отпуском на сорбит. Поэтому конструкционная сталь, закаленная на игольчатый троостит, при дальнейшем отпуске получает сорбит-ную структуру со свойствами, не отличающимися от свойств отпу-1ценного мартенсита. Присутствие в структуре перлита или даже продуктов распада верхней зоны игольчатого троостита уже вызывает заметное снижение механических свойств закаленной стали при высоком отпуске. Резко действует на снижение механических свойств закаленной стали выделение избыточного феррита, что объясняют [72] локализацией пластической деформации в этой мягкой структурной составляющей стали. [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...